Advanced Materials :“窄窗口响应倍增”型镧系MOFs探针用于嗜铬细胞瘤的精准诊断

精准检测疾病标志物对于疾病特别是癌症的早期诊断具有重要意义。通常,体液中疾病标志物的浓度在正常状态和病理状态之间的变化范围/幅度较窄。例如,香草扁桃酸(VMA)作为嗜铬细胞瘤(PHEO)的临床诊断指标,其在病理过程中的浓度仅约是正常生理浓度的3倍。目前文献报道的生物探针大多可以检测大范围的疾标物浓度变化,但对于微小的浓度变化不敏感,使得它们不能准确区分疾标物的阳/阴性,易造成假阳/阴性的诊断结果。

近期,华东理工大学材料科学与工程学院的林绍梁教授和李永生教授团队针对这一问题报道了一种通过结构剪裁调控探针性能来准确定量疾病标志物的新策略,成功构筑了结构介导的“窄窗口响应倍增”型镧系MOFs荧光探针,有效提高了嗜铬细胞瘤阴/阳性诊断的准确性。相关研究结果在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.202000791) 上。

作者通过调节剂辅助合成了具有不同结构参数的镧系MOFs,创新地利用其对VMA预富集效应的调控,使探针的响应窗口逐渐“窄化”、响应斜率逐渐“陡化”,由此实现了探针对VMA微小浓度变化(~3倍)产生大信号响应 (增加87.2倍)的效果,赋予了其具有类似放大镜的检测功能,从而有效提高了探针区分标志物阴/阳性的精确性。同时,该探针在单一的传感界面中集合了三重定量途径,为VMA的精准检测提供了多重保障,内在提高了诊断结果的可靠性。这一工作发展的通过结构工程来编辑生物探针检测性能的简便方法,为开发高性能探针特别是疾病诊断探针提供了新的思路。

该研究工作由郝继娜博士在林绍梁教授和李永生教授的指导下完成,并得到了施剑林院士的悉心指导。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海领军人才等项目的支持。