分析化学 第40卷 获DNA和金纳米探针上的适体部分杂交形成磁珠 金纳米颗粒-硫化镉复合物。当人淋巴瘤细胞 Ramos 存在时,适体链与捕获DNA分离而结合到细胞表 多 面,引起金纳米探针在细胞表面的聚集。通过电化 学技术检测细胞表面的硫化镉纳米颗粒的溶出信 号,可以检测到1.0×102~1.0×105 cell/mL范围的肿 瘤细胞,检出限为67cel!mnL。Li等通过电极表面修 lycan→、QD 饰的MUCI适配体和硫化镉纳米颗粒标记的癌胚抗 HNOa 原(CEA)抗体同时识别乳腺癌细胞MCF-7表面的 MUC1蛋白和CEA蛋白,将细胞固定在电极表面并图3电化学分析细胞表面多糖的示意图网 得到电化学响应(如图4所示),检测线性范围为Fig3 Schematic representation of the electrochemical l0~10cl/mnL。该方法通过同时检测两种肿瘤标 assay of cell surface carbohydrate( Reprint 记物(MuC1和CEA)对细胞进行定量检测,有效避 permission from American Chemical Society) 免了肿瘤细胞检测中的假阳性结果 plamer MUCI MCF-7 Cds NPOs 图4通过同时识别两种不同的肿瘤标记物检测乳腺癌细胞的示意图H7 ig. 4 Schematic illustration of the method to detect breast cancer cells through simultaneous recognition of two fferent tumor markers HT 4.3基于端粒酶活性分析的肿瘤细胞电化学分析 端粒及端粒酶与肿瘤发生和异常增殖密切相关,因而有望成为在肿瘤的诊断和治疗上行之有效的 新靶目标悶。Chen等基于PCR技术提出了通过电化学检测细胞裂解液中的端粒酶活性来辨别肿瘤 细胞的方法。与细胞裂解液共培养的端粒酶反应引物核酸序列经过PCR扩增后,利用差分脉冲伏安法 可以检测其中鸟嘌呤电化学响应。由于肿瘤细胞裂解液中含有大量的端粒酶使核酸引物发生延伸反 应,多个富含G的端粒扩增序列被加至引物上,经过PCR扩増后,可以检测到极为明显的鸟嘌呤氧化信 号,而正常细胞中的端粒酶活性较弱,即使经过PCR扩增,得到的电化学响应也很微弱。Shao等國报道 了一种无需PCR检测肿瘤细胞内端粒酶活性的电化学方法。由于Hela细胞裂解液中的端粒酶促发电 极表面核酸引物的延伸,电极表面的鸟嘌呤氧化信号随之增加。该方法可以检测到3000个Hela细胞 含有的端粒酶的活性,是极为灵敏的检测手段。基于以上类似的原理,Yang等提出了一种检测肿瘤 细胞中端粒酶活性的电化学阻抗传感器。而Li等基于金纳米颗粒信号放大作用提出了一种超灵敏 的端粒酶活性检测方法,可以检测到仅10个肿瘤细胞中含有的端粒酶活性, 4.4基于纳米材料的肿瘤细胞电化学分析 由于纳米材料在光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的独特优势,越来越多的纳米材料功能 化电极也被运用到细胞的固定以及电化学分析中。Ja等明利用正电性的磁性纳米颗粒提出了一种快 速磁分离、固定和电化学检测细胞的方法。当白血病K562细胞和磁性纳米颗粒(3-氨丙基三乙氧基硅 烷处理的四氧化三铁颗粒)共培养 间后,磁性纳米颗粒修饰的细胞在磁场的作用下从培养基中被 分离出来,紧密结合到电极表面。细胞内生的电活性物质在电极表面产生一个明显的阳极峰,但是,随图 3 电化学分析细胞表面多糖的示意图[30] Fig. 3 Schematic representation of the electrochemical assay of cell surface carbohydrate [30] (Reprinted with permission from American Chemical Society) 获 DNA 和金纳米探针上的适体部分杂交形成磁珠- 金纳米颗粒-硫化镉复合物。当人淋巴瘤细胞 Ramos 存在时,适 体 链 与 捕 获 DNA 分 离 而 结 合 到 细 胞 表 面,引起金纳米探针在细胞表面的聚集。通过电化 学技术检测细胞表面的硫化镉纳 米 颗 粒 的 溶 出 信 号,可以检测到 1.0×10 2~1.0×10 5 cell/mL 范围的肿 瘤细胞,检出限为 67 cell/mL。Li 等通过电极表面修 饰的 MUC1 适配体和硫化镉纳米颗粒标记的癌胚抗 原(CEA)抗体同时识别乳腺癌细胞 MCF-7 表面的 MUC1 蛋白和 CEA 蛋白,将细胞固定在电极表面并 得到电化学响应(如图 4 所示)[47],检测线性范围为 10 4~10 7 cell/mL。该方法通过同时检测两种肿瘤标 记物(MUC1 和 CEA)对细胞进行定量检测,有效避 免了肿瘤细胞检测中的假阳性结果。 图 4 通过同时识别两种不同的肿瘤标记物检测乳腺癌细胞的示意图[47] Fig.4 Schematic illustration of the method to detect breast cancer cells through simultaneous recognition of two different tumor markers [47] 4.3 基于端粒酶活性分析的肿瘤细胞电化学分析 端粒及端粒酶与肿瘤发生和异常增殖密切相关,因而有望成为在肿瘤的诊断和治疗上行之有效的 新靶目标[48]。Chen 等[49]基于 PCR 技术提出了通过电化学检测细胞裂解液中的端粒酶活性来辨别肿瘤 细胞的方法。与细胞裂解液共培养的端粒酶反应引物核酸序列经过 PCR 扩增后,利用差分脉冲伏安法 可以检测其中鸟嘌呤电化学响应。由于肿瘤细胞裂解液中含有大量的端粒酶使核酸引物发生延伸反 应,多个富含 G 的端粒扩增序列被加至引物上,经过 PCR 扩增后,可以检测到极为明显的鸟嘌呤氧化信 号,而正常细胞中的端粒酶活性较弱,即使经过 PCR 扩增,得到的电化学响应也很微弱。Shao 等[50]报道 了一种无需 PCR 检测肿瘤细胞内端粒酶活性的电化学方法。由于 Hela 细胞裂解液中的端粒酶促发电 极表面核酸引物的延伸,电极表面的鸟嘌呤氧化信号随之增加。该方法可以检测到 3000 个 Hela 细胞 含有的端粒酶的活性,是极为灵敏的检测手段。基于以上类似的原理,Yang 等[51]提出了一种检测肿瘤 细胞中端粒酶活性的电化学阻抗传感器。而 Li 等[52]基于金纳米颗粒信号放大作用提出了一种超灵敏 的端粒酶活性检测方法,可以检测到仅 10 个肿瘤细胞中含有的端粒酶活性。 4.4 基于纳米材料的肿瘤细胞电化学分析 由于纳米材料在光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的独特优势,越来越多的纳米材料功能 化电极也被运用到细胞的固定以及电化学分析中。Jia 等[53]利用正电性的磁性纳米颗粒提出了一种快 速磁分离、固定和电化学检测细胞的方法。当白血病 K562 细胞和磁性纳米颗粒(3-氨丙基三乙氧基硅 烷处理的四氧化三铁颗粒)共培养一段时间后,磁性纳米颗粒修饰的细胞在磁场的作用下从培养基中被 分离出来,紧密结合到电极表面。细胞内生的电活性物质在电极表面产生一个明显的阳极峰,但是,随 分 析 化 学 第 40 卷