【写作竞赛】非标记的石墨烯传感器用于癌症的早期诊断与治疗

根据世界卫生组织最新统计,癌症患者若能早期发现,其治愈率可达八成。但现有的癌症检测手段却面临对人体有副作用且灵敏度不高等缺点。因此,如何在早期及时检测发现癌症对科研工作者来说是一个巨大的挑战。

端粒酶与人类的衰老及癌症等疾病密切相关,已成为目前生物学、化学和药学等领域的研究热点。 端粒酶在超过85%的人类肿瘤细胞中过表达,而在正常细胞中几乎不表达使得端粒酶可以作为癌症的早期诊断指标及治疗癌症的潜在药物靶向位点。为了尽早实现端粒酶的临床诊断应用,科学家们致力于发展一系列快速,灵敏及简便的端粒酶检测手段,但大多会带来一些其它的问题如复杂的操作步骤,需要特殊的仪器,灵敏度不足等,因此无法被广泛应用。

最近中国科学院长春应用化学研究所曲晓刚研究员及其研究团队首次将石墨烯运用于端粒酶检测,发明了一种非标记的电化学发光方法可实现对微量端粒酶的高灵敏检测,并且可潜在地应用于端粒酶相关抑制药物的筛选,为癌症的早期诊断与治疗提供相关依据。

该方法结合了石墨烯纳米材料优良的电学性质,大的比表面积可以负载大量的核酸等优点,通过利用端粒酶延伸引物链DNA引入更多的负电荷的磷酸骨架,吸附更多的带正电荷的电化学发光信号报道分子从而产生端粒酶剂量依赖的电化学发光信号。 相比于传统的端粒酶检测 “黄金方法”-端粒重复序列扩增法(TRAP),这种方法克服了PCR引起的假阳性,假阴性等缺点,及避免了凝胶电泳等复杂的实验步骤。 由于不依赖于PCR反应,使得端粒酶活性检测更加准确。 这种电化学发光方法结合了电化学及光学方法的优点,不需要昂贵复杂的仪器,实验操作简便,灵敏度高。此外,他们还尝试利用这种方法对端粒酶抑制剂进行筛选,用于研究以端粒酶为靶点的抗肿瘤药物。 由于具有上述诸多优点,该方法可有望应用于癌症的早期诊断与治疗。