微流控传感与Au纳米簇结合实现单细胞水平H2O2的高灵敏度检测

近年来，癌症对人类健康的威胁日益突出。大部分恶性肿瘤早期无明显症状，等患者出现特异性症状时，肿瘤往往已经属于晚期。

因此，发展针对恶性肿瘤的早期诊断新技术具有迫切的应用需求，并引起科研工作者极大的兴趣。扩散到细胞膜外的H₂O₂对于细胞迁移、免疫发生和细胞间的信号交流具有重要的调节作用。H₂O₂浓度过高时可促使细胞启动氧化应激反应，与细胞组成（蛋白质、DNA和脂类分子）的氧化性损伤、细胞凋亡以及坏死机制具有密切的关联，对于肿瘤发生与肿瘤细胞迁移存在影响。另一方面，H₂O₂扩散快，易与细胞外还原性物质反应而湮灭。传统的分析方法基于仪器设备的局限性，只能对大量的群体细胞外分泌的H₂O₂进行检测，无法揭示单个细胞分泌H₂O₂的差异。

苏州大学的刘坚教授团队与陈坚教授合作，将纳米材料与微流控技术相结合，成功制得了一种能在单细胞水平实现高灵敏检测H₂O₂的生物传感器。其传感器集成了以辣根过氧化物酶（HRP）为模板生物矿化的方法合成的荧光纳米金簇（HRP-AuNCs），能够在容积仅为纳升（nL）的微液滴中通过荧光变化灵敏地检测单细胞外分泌H₂O₂的含量，检测极限达1 nM。实验比较了多种肿瘤细胞（包括正常细胞对照）在有无外刺激的条件下外分泌H₂O₂的情况，在单液滴/单细胞水平上对所分泌的H₂O₂含量进行精确测量，并且对该传感技术的检测特异性进行研究，为研究肿瘤细胞复杂的异质性提供了新型的的研究工具。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry上，文章的第一作者是苏州大学的硕士研究生沈瑞。

该论文作者为：Rui Shen, Peipei Liu, Yiqiu Zhang, Zhao Yu, Xuyue Chen, Lu Zhou, Baoqing Nie, Jian Chen, Jian Liu