研究内容
循环肿瘤细胞（CTCs）的灵敏、特异、准确检测对癌症的诊断和预后具有重要意义。本
河北科技大学张聪/李蒙设计了一种基于金膜修饰的负载二茂铁（Au/Fc@POCs)作为底物和亚甲基蓝包封的共价有机框架(MB@COFs)作为标记材料，分别从Fc和MB探针产生两个独立的电化学信号。随着MCF-7细胞浓度的增加，MB的电化学信号显著增强，Fc的氧化信号显著降低。在最佳实验条件下，双信号之间的比值（IMB/IFc）显示了10至1×107个细胞/mL的宽动态范围，有效检测下限为1个细胞/mL（S/N=3）。该生物传感器能够准确地计数人血清样本中的MCF-7细胞，并取得了优异的结果。相关工作以“Dual Recognition Strategy-Based Ratiometric Electrochemical Assay for Ultrasensitive and Accurate Detection of Specific Circulating Tumor Cells”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。
研究要点
要点1.作者开发了一种高效的双信号比率电化学生物传感器，用于超灵敏和高度特异性地测定循环中的MCF-7人乳腺癌症细胞，该生物传感器基于适体功能化的金膜修饰的负载二茂铁的多孔有机笼（AptEpCAM/Au/Fc@POCs)以及封装在MCF-7细胞结合适配体功能化COF中的亚甲基蓝（MB）(MB@COFs-AptMUC1)。
要点2.EpCAM和MUC1的适配体被用作CTC特异性识别的识别元件。适配体具有高亲和力和特异性，可以实现分析物的灵敏检测并提高检测效率。POC是使用三（2-氨基乙基）胺和对邻苯二甲醛通过快速室温重结晶法合成的，吸附大量二茂铁（Fc），然后滴涂在电极表面作为底物，同时产生响应信号（IFc）。为了固定AptEpCAM，将Au膜电沉积到Fc@POCs/GCE表面，可以提供大比表面积并促进电子传输，可用于通过Au-S键固定生物分子。获得的Au/Fc@POCs作为通过Au-S键合固定AptEpCAM的优良支架。AptEpCAM/Au/Fc@POCs-modified基于MCF-7细胞和AptEpCAM之间的特异性识别能力，电极用于靶向和捕获MCF-7细胞。一旦捕获MCF-7电池，由于占据了电活性位点和阻碍了电子转移，IFc的电化学信号显著降低。作为一种优秀的氧化还原探针，MB封装在MCF-7细胞结合适配体功能化的COF中(MB@COFs-AptMUC1)被用来产生另一个信号。
要点3.当信号标签MB@COFs-AptMUC1当MB与修饰电极的捕获的MCF-7细胞靶向结合时，将产生另一个放大的MB电化学信号。在COF中封装更多的MB分子可以促进信号放大，从而提高灵敏度。由于Fc和MB这两个信号的变化方向相反，因此产生了信号开-关模式，该模式不仅可以通过引入参考信号来校正结果，还可以有效地消除背景干扰。成功地将所制备的比率电化学生物传感器应用于高特异性和高准确度测定溶液和真实人血清样品中循环MCF-7人癌症细胞。
研究图文
图1.（A）POC和（B、C）COF的TEM。（D）COF的EDS元素图像。
图2.（A）电极修饰过程中的电化学表征。
图3. 传感器的电化学检测能力。
图4. 检测能力。
文献详情
Dual Recognition Strategy-Based Ratiometric Electrochemical Assay for Ultrasensitive and Accurate Detection of Specific Circulating Tumor Cells
Zhehao Tian, Yu Pang, Haiyan Zhao, Min Cui, Na Li, Bao Sun, Meng Li,* Cong Zhang*
Anal. Chem.
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c02970
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