【摘 要】
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据世界卫生组织下属国际癌症研究机构统计数据,2020年乳腺癌成为全球第一大癌,中国乳腺癌发病率位居中国女性恶性肿瘤首位,严重危害女性身体健康。循环肿瘤DNA（circulating tumor DNA,ct DNA）是肿瘤细胞凋亡、坏死后释放到血液中的游离DNA片段。ct DNA检测是乳腺癌早期诊断以及肿瘤治疗之后随访评价的一种新型检测手段。然而,传统的乳腺癌ct DNA检测方法,如基因测序、PC
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费“医工融合项目”（编号: 2019CDYGZD006）；
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据世界卫生组织下属国际癌症研究机构统计数据,2020年乳腺癌成为全球第一大癌,中国乳腺癌发病率位居中国女性恶性肿瘤首位,严重危害女性身体健康。循环肿瘤DNA（circulating tumor DNA,ct DNA）是肿瘤细胞凋亡、坏死后释放到血液中的游离DNA片段。ct DNA检测是乳腺癌早期诊断以及肿瘤治疗之后随访评价的一种新型检测手段。然而,传统的乳腺癌ct DNA检测方法,如基因测序、PCR技术等,往往存在耗时长、设备昂贵、操作复杂等问题,不利于ct DNA的即时检测。因此,开发一种简单有效、低成本的快速ct DNA检测方法具有重要的实际意义。本论文依托医工融合项目“基于ct DNA痕量浓度检测的乳腺癌疗效评估系统研究”（2019CDYGZD006）科研平台,提出了交流动电效应（alternating current electrokinetic effect,ACEK）和表面等离子体共振（surface plasma resonance,SPR）技术联用的ct DNA快速检测方法,构建了ACEK和SPR联用的光电生物传感器,对乳腺癌ct DNA检测进行了研究。主要研究内容如下:（1）研究了基于ACEK效应的电学生物传感器对ct DNA分子的检测。搭建了ACEK传感系统,制备了ACEK生物传感器,优化了实验条件,采用1×SSC缓冲液作为ct DNA的背景溶液,探针修饰浓度采用20μM,得到了界面电容的变化与ct DNA溶液浓度之间的关系;（2）融合ACEK效应和SPR技术,搭建了光电传感系统,制备了ACEK-SPR生物传感器;通过实验证明了集成ACEK效应可以将ct DNA的SPR检测效率提高73.6%,并确定最佳测试时间为1min;（3）通过实验得出了光电生物传感器中SPR共振波长与ct DNA溶液浓度之间的对应关系,并对SPR和ACEK两种传感器做了对比。与传统的乳腺癌ct DNA检测方法相比,本论文提出的基于SPR技术与ACEK效应联用的光电生物传感器可在1min内实现对乳腺癌ct DNA的快速检测,检测限达到0.01p M,并且能够实时监测生物分子结合过程。另外,光学和电学系统的检测结果可以相互验证,增加检测的准确性。该研究结果提高了乳腺癌ct DNA的检测效率,为乳腺癌的即时现场诊断提供了新的解决方案,并且可移植用于其他癌症标志物检测,具有积极的现实意义。
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