开发新型电化学信号分子，创新癌症筛查技术

在生活中，癌症已不是一个陌生的话题，人们往往谈癌色变。这是由于癌症的发病率和致死率很高：根据国际癌症研究署的 GLOBOCAN 数据库最新统计， 2020 年全球新发癌症病例约 1929 万例，中国约占 23.7%（图1）；全球因癌症导致的死亡病例约995万例，中国占30.2%（图2）。其中新发癌症排名前6位分别为肺癌、女性乳腺癌、胃癌、结直肠癌、肝癌和食管癌。这些癌症在早期不会有明显的症状，但是一旦出现明显症状，便是晚期，晚期治疗不仅让患者身体上承受很大的痛苦，经济上也会承受很大的负担，而且治愈率不高。所以癌症筛查和早诊早治是目前解决问题的最有效途径。

图1 2020年各国癌症新发病例数

图2 2020年各国癌症死亡病例数

在癌症患者中，其肿瘤细胞恶性增殖，一些特异分子就会过度表达，使得在患者体液如血液、尿液中的含量高于健康人群。这些特异分子被称作肿瘤标志物，它一般包括癌胚抗原（CEA）、甲胎蛋白(AFP)、CA199糖类抗原、CA125糖类抗原、CA724糖类抗原。医院通常以这些肿瘤标志物的含量作为指标对癌症进行筛查以及疗效评估。让低含量的待检标志物展示较强的检测信号实现高灵敏检测是癌症筛查检测技术中努力发展的目标之一。由于癌症患者中多种肿瘤标志物会同时过度表达，仅以一种肿瘤标志物的含量作为癌症筛查指标会造成较高的假阳（误诊）率，而以多种肿瘤标志物的含量作为癌症筛查指标则可以大大提高准确率。然而目前检测技术一次只能检测一种肿瘤标志物，为实现多种肿瘤标志物的检测，医院常将患者体液分多次对多种肿瘤标志物进行分别检测，这大大提高了检测人员的工作量，也提高了检查成本。因此为医院提供低成本、高灵敏、高精确度的癌症筛查检测技术具有非常重要的意义。

电化学技术由于背景干扰小，响应快速，样品需量少，检测成本低已常见于癌症筛查检测技术中。电化学检测技术中的检测信号来源于电化学信号分子，它能在一定电压下产生的电或者光信号，被称作电化学检测技术中的“信使”。电化学检测实现高灵敏检测需要在一定电压下产生的电或者光信号较强的“信使”分子，实现高精确度检测需要能在不同电位下产生较强电/光信号的“信使”分子。然而目前可满足高灵敏、高精确度检测的“信使”的分子很少。

我们课题组主要针对这一难题，开发新型电化学“信使”分子（图3），创新检测技术为癌症筛查提供低成本、高灵敏（图4）、高精确（图5）的检测技术。

图3 信使分子及其电化学电/光信号

图4 高灵敏检测技术构建

图5 高精确检测技术构建

虽然由实验室检测技术到临床的实际应用还存在很多的问题，但请相信你我他的努力，终将克服这些难题，为癌症筛查技术的发展插上双翼，让人们由谈癌色变转为从容面对。

导师****简介

张伟，博士，副教授，硕士研究生导师。主要开发新型电化学电/光有机分子及纳米材料并构建灵敏的检测技术用于疾病标志物的检测。主持国家自然科学基金、国家公派出国留学-访问学者项目、山东省自然科学基金、聊城大学基金等多项课题。近年来，以第一作者或通讯作者在ACS Nano、Biosensors and Bioelectronics、ACS Applied Materials&Interfaces、Sensors and Actuators: B. Chemical、Nanoscale、Journal of Materials Chemistry B等期刊发表SCI论文十余篇。连续入选校级光岳英才“第三层次”、“光岳新秀”人才计划、获聊城大学自然科学奖二等奖一项、省级优秀硕士学位论文指导教师、获校级优秀班主任荣誉称号。

招生专业：分析化学