項(xiàng)目名稱：二、預(yù)期目標(biāo)1. 總體目標(biāo)采用納米材料、微納加工技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)研究的最新成果，研究肝癌特異性功能化納米材料；探索用于肝癌血清檢查的微流控芯片的構(gòu)建和納米傳感新材料的應(yīng)用；開發(fā)基于新型納米材料的用于肝癌診斷的醫(yī)學(xué)分子影像新技術(shù)；臨床驗(yàn)證早診芯片和納米分子影像新技術(shù)，從而為提出和建立國際肝癌早診新規(guī)范奠定基礎(chǔ)。本項(xiàng)目將在納米醫(yī)學(xué)應(yīng)用、肝癌早期診斷領(lǐng)域取得一批重要成果，培養(yǎng)一批具有國際影響的學(xué)術(shù)帶頭人，為大規(guī)模、實(shí)時(shí)、現(xiàn)場肝癌普查提供高性能的新器件，提高肝癌早診的靈敏度和準(zhǔn)確性，提高 國納米生物醫(yī) 技術(shù)的國際 ， 大癌 。2. 預(yù)期目標(biāo)1 性 本項(xiàng)目的實(shí) ，將在肝癌的影像學(xué)和體 診斷的 、材料、 和技術(shù) 取得 性的 ：實(shí)現(xiàn)肝癌診斷功能化納米材料的 構(gòu) ，在構(gòu) 技術(shù)取得 ，為研微流控芯片生物傳感器提供和技術(shù)currency1； 將微納器件和微納加工技術(shù)應(yīng)用于肝癌檢“，建立型、fi體化的肝癌實(shí)時(shí)診斷fl ，診斷 POCT Point of Care Testing 時(shí)； 納米微” 影的學(xué)特性，研究新型 納米微” 影和基于納米微” 影的 成像技術(shù)，探索在肝癌早期診斷的應(yīng)用；肝 的SPIO ，探索在肝癌早期肝癌MRI診斷檢“的應(yīng)用；肝癌的影像學(xué)早診和血清早診，實(shí)現(xiàn)高靈敏度的實(shí)時(shí)診斷， 取定一 肝癌早期診斷的新標(biāo)準(zhǔn)， 大 ； 采用納米檢“新技術(shù)，在肝癌發(fā)生和微 的分子 研究 實(shí)現(xiàn) 。 2 研究成果得肝癌血清標(biāo) 物具有敏感性和 性的新型功能納米傳感材料4-5 ； 成2-3fi基于微納技術(shù)的肝癌早期診斷微納器件，提高檢“靈敏度， 血 分 時(shí) ， 血 和用 ， 1-2fi器件 應(yīng)用于臨床； 得有 ，具有在應(yīng)用，能用于肝癌早期診斷的 影3-5 ； 取得一批具有國際影響的 性成果，在國際重要學(xué)術(shù)物發(fā) 高 80 ， 45-50項(xiàng)， 件 1-2項(xiàng)；培養(yǎng)一批具有國際影響 的青 學(xué)術(shù)帶頭人和學(xué)術(shù)骨干，培養(yǎng)碩士研究生45名，博士研究生30名博士后10名。三、研究 案1. 學(xué)術(shù)：重點(diǎn)針肝癌的早期診斷這fi關(guān)鍵科學(xué)問題，、構(gòu)建優(yōu)化納米材料，應(yīng)用于一fi象 肝癌 早期診斷的兩類 血清學(xué)篩查、影像學(xué)診斷 ，重點(diǎn)研究相關(guān)的四fi內(nèi)容：新型功能性納米材料構(gòu) 、納米傳感微納器件的研究、 納米成像技術(shù)研究、納米技術(shù)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，達(dá)到應(yīng)用于肝癌早期診斷 的一系列 新 納米傳感微流芯片、 納米、納米功能成像、早期診斷新模式 ，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的最終目標(biāo) 肝癌的早期診斷 ，促 早期檢“、活體內(nèi)顯像的發(fā) ， 取實(shí)現(xiàn)肝癌早期診斷與篩查的一 新標(biāo)準(zhǔn)。 見圖1 圖1 項(xiàng)目總體學(xué)術(shù)2. 技術(shù)途徑： 本項(xiàng)目將采用多學(xué)科相互交叉、滲透和有 結(jié)的模式， 建立新的肝癌早期診斷 ，改善診斷的靈敏度和準(zhǔn)確率，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷為目標(biāo)， 成新的針肝癌早診的功能性納米材料，應(yīng)用于肝癌影像學(xué)和體 早期診斷：、構(gòu)建 功能性納米材料為基礎(chǔ)的高靈敏度的可控微納器件，用于血清學(xué)早期診斷；在功能性納米材料的基礎(chǔ)，建立新的影像學(xué)成像 、新的生物信息提取和圖像重建技術(shù)，用于影像學(xué)早期診斷。然后將得到的新的微納器件和新的 影技術(shù) 行系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證，探索新的肝癌檢診規(guī)范化模式，定一 肝癌早診應(yīng)用流指南。詳細(xì)技術(shù)途徑見圖2。圖2 基于納米技術(shù)的肝癌早期診斷的研究的技術(shù)途徑具體研究 案：2.1肝癌早期診斷用新型功能性納米材料的和構(gòu) 基于納米效應(yīng)和生化反應(yīng)特異性 ，、構(gòu) 肝癌標(biāo) 物具有高度選擇性、敏感性和 性的新型功能性納米傳感和 影材料；肝癌血清學(xué)影像學(xué)早期診斷的要求，研究功能性納米材料的 構(gòu) ，為課題二、三提供可靠的材料與技術(shù)currency1，具體研究 案如下：1 肝癌血清標(biāo) 物/肝癌細(xì)胞 標(biāo) 物的篩選與驗(yàn)證篩選、驗(yàn)證能夠反映肝癌發(fā)病狀況的標(biāo) 物抗體。選取天津醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 診的肝癌 血清500例 均未 受任何治療 ， 正常健康 愿 ，肝炎 血清做照，分 驗(yàn)證血清標(biāo)記物檢“肝癌診斷的意義。用酶學(xué) 檢“谷氨酰酶同工酶GGT-、AFU；電化學(xué)發(fā)光 檢“AFP、CEA、CA19-9；用ELISA 檢“IL-2、IL-10、IL-12、IFN-、IGF-、TNF-、IL-6、CCL15、IL-8；用流式細(xì)胞儀檢“GPC3、HAb18G、Hep Par 1、抗 p230。最后 ROC曲線分 確定幾 血清標(biāo)記物檢“提高肝癌的診斷敏感性和特異性，為后續(xù)功能性納米材料實(shí)現(xiàn)肝癌早期診斷奠定基礎(chǔ)。 、研究單一或多fi標(biāo) 物含 與肝癌出準(zhǔn)確率的關(guān)系，確定能夠用于肝癌血清學(xué)影像學(xué)早期診斷的標(biāo) 物檢“ 案。2 功能納米傳感材料的、構(gòu) 與性能研究納米材料的與 征：采用溶膠-凝膠 、 組裝 、化學(xué)和電化學(xué) 結(jié)晶生長 技術(shù)，納米金、 子點(diǎn)和導(dǎo)電聚物納米 (聚 、聚 )；采用化學(xué) 相 、模 、化學(xué)和電化學(xué) 列 納米 、導(dǎo)電聚物納米 、 化 、 化 納米線；結(jié) 納米材料的性能優(yōu) ， 行組， 納米材料，如 納米 與膠體金或 子點(diǎn)的 ； 納米材料的 、結(jié)構(gòu)特征 化性 行 征。 生物活性組分與納米材料的 ：采用 附、 、 鍵、交 定、 LB 技術(shù)將能與肝癌標(biāo) 物特異性結(jié)的單 抗體或受體 生物活性組分 于 納米材料 ； 生物活性組分的納米傳感材料與物分子的相互用 、相關(guān) 學(xué)生物學(xué)性 ，開發(fā)肝癌早期標(biāo) 物具有高度選擇性和敏感性的新型功能納米傳感材料。選用的肝癌標(biāo) 物 ： AFP 、谷氨酰酶同工酶 GGT- 、-L-currency1“酶(AFU)、癌抗 CEA 、“抗 19-9 (CA19-9)、細(xì)胞fifl2 IL-2 、細(xì)胞fifl10 IL-10 、細(xì)胞fifl12 IL-12 、干 fl- IFN- 、fl 生長子- IGF- 、 子(TNF-)、細(xì)胞fifl6 IL-6 、化子15 CCL15 、細(xì)胞fifl8 IL-8 功能納米傳感材料的性能研究：肝癌血清學(xué)早期診斷課題二微納器件功能納米傳感材料的要求， 納米材料 效應(yīng)檢“象的、” 反應(yīng) 的影響，探有效提高微反應(yīng)率的 ，實(shí)現(xiàn)功能納米傳感材料的 與構(gòu) 。3 功能納米 影材料的、構(gòu) 與性能研究納米 影材料的與 征：采用高 有 相 或 化納米 子(SPIO)， 結(jié)構(gòu) 化性行 征；選擇納米凝膠 為SPIO的體系，系統(tǒng)研究同納米凝膠體系SPIO的結(jié)構(gòu)、 徑、分性、 性 率 性 的影響。一 徑200nm的內(nèi)含高分子性 體的 微 ”，研究相應(yīng)的 ，同時(shí)為 提高納米微”定性活時(shí) ， 行 材料的 改性，成為定性高、活時(shí) 長、均一性的納米微”。采用溶膠-凝膠 、 控成 子點(diǎn)； 結(jié)構(gòu) 化性能 行分 ；系統(tǒng)研究同體系 子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)、 狀 光學(xué)、 學(xué) 性 的影響。 生物活性組分與納米 影材料的 ：采用 附、 鍵、交 定 技術(shù)將能與肝癌標(biāo) 物特異性結(jié)的抗體或 基 生物活性組分 于 納米 影材料 ； 體 細(xì)胞 驗(yàn)(細(xì)胞 取 和 檢“) 生物活性組分的納米 影材料肝癌細(xì)胞的 性體 成像效果，開發(fā)肝癌細(xì)胞具有高度 性的新型功能納米 影材料。選用肝癌細(xì)胞 受體標(biāo) 物 ： 肝fl多“3 GPC3 、HAb18G、肝細(xì)胞抗 Hep Par 1)、抗 p230。 功能納米 影材料的性能研究：采用電子能 學(xué)、光學(xué) 學(xué) 檢“ ， 和分 功能納米 影材料在物體內(nèi)的分 狀況在肝癌 的” ，探索有效改 成像 、 最檢出 提高檢出率的 ，實(shí)現(xiàn)功能納米 影材料肝癌準(zhǔn)確、靈敏的早期診斷。2.2 肝癌血清學(xué)早期篩查的納米傳感微納器件研究于研究基于微納 子、微流控系統(tǒng)和PCR、電、 光標(biāo)定于一體的微型分 系統(tǒng)的生化傳感器，研究將這 傳感器用于檢“肝癌標(biāo) 物 的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問題，構(gòu)建式實(shí)時(shí)診斷fl ，為新型生化傳感器在肝癌早診的應(yīng)用奠定 實(shí)基礎(chǔ)。1 基于新型 子的微納生化傳感器的與構(gòu)建新型微納 子結(jié)構(gòu)。器件性能要求，選擇 用結(jié)構(gòu)材料，新型微納 子結(jié)構(gòu)， 在子域敏感結(jié)構(gòu)，或 列結(jié)構(gòu)同 子的 附響應(yīng)，分 附的 性常 和 的 化，提高“ 準(zhǔn)確性。高靈敏度要求 子具有高 率和高 子，而基于 子的生化傳感器將工 在大 ， 要選擇 敏感的 子結(jié)構(gòu)。肝癌多 標(biāo) 物的同時(shí)檢“ 要 列式、成化敏感結(jié)構(gòu)。探索 用于式傳感器的新型 式和高 。采用有 模 子的 電、壓電、 械 多場分 情況，預(yù)“ 響應(yīng)，確定幾何 。 子和微流控結(jié)構(gòu)的 。 子和微流控結(jié)構(gòu)微納加工技術(shù)應(yīng)與IC工藝兼容， 要的實(shí)驗(yàn)手段：掩模 fl 、雙 光刻、反應(yīng)子刻蝕和濕 刻蝕、 化、SiO2和SiNx薄 的PECVD 與刻蝕、金屬 與蒸發(fā)、LPCVD生長Poly-Si薄 和SiNx薄 ，子注 ， 鍵技術(shù)， 子 修飾實(shí)驗(yàn)裝置和 可控的手 箱系統(tǒng)。 可靠的高精度微納加工工藝研究，高 新型 子。 微納生化傳感器的 。針同肝癌標(biāo) 物相應(yīng)的抗體，用化學(xué) 子 行化學(xué)處 、改性和抗體的修飾。 將血清多 肝癌標(biāo) 物 如AFP、CCL15、DCP、GPC3和TGF-?1 的抗體fl行修飾到 子 列，實(shí)現(xiàn)多 肝癌標(biāo) 物 行檢“， 假陰性和假陽性。研微流控芯片微噴墨打印裝置，實(shí)現(xiàn) 子 列的高 修飾。用納米 征技術(shù)修飾層 行 征，首先用紅 、拉曼、紫 可見 收 敏感層 行初步 征，確認(rèn)相關(guān)分子官能團(tuán)之 行 的交反應(yīng)。 一步用生物分 化學(xué) ，敏感層具有生物活性的肝癌標(biāo) 物 別分子 行定 分 。研究敏感材料的微觀結(jié)構(gòu)與 子 相互 用 、敏感材料 子的 / 效應(yīng)，研究敏感材料在 子 定化 分子的分 規(guī)律重 性和定性，認(rèn) 敏感材料在 子 的 附行為傳感器靈敏度、定性和選擇性的影響。 微納 子和生化傳感器的 征。 要的實(shí)驗(yàn)手段 ：“ 電研 的 硬件fl ，用于特性“ 的網(wǎng)絡(luò)分 儀、信號發(fā)生器和激光多普勒“ 系統(tǒng)，用于能 損失 研究的高 和 高 系統(tǒng)。 電學(xué)和光學(xué) 子的 特性 行“ 和 檢“ ，生化傳感器的特異性 附響應(yīng) 行“ 。掌握敏感單 的信號的相互干 fl和噪消除 高精度、 噪信號采 關(guān)鍵技術(shù)。研究具有同敏感層的生化傳感器與血清肝癌標(biāo) 物的相互 用 反應(yīng) 學(xué)，研究傳感器的靈敏度、選擇性定性。血清同肝癌標(biāo) 物的診斷，例如，AFP為20 ng/mL、CCL15為16 ng/mL ， 一步優(yōu)化傳感器的和加工，實(shí)現(xiàn)傳感器同肝癌標(biāo) 物的高靈敏度檢“。微納生化傳感器的系統(tǒng)封裝?；?子的微納生化傳感器工 很敏感，選擇 用于微納生化傳感器的 成本、高 封裝 ，即圓片封裝技術(shù)， 鍵和 封技術(shù)，僅要很護(hù) 子受 影響，而允許 子與待“物 用。 成傳感器、微流控結(jié)構(gòu)和“ 電的成， 光電互和系統(tǒng)成， 成式器件的 。 的封裝材料 玻璃、 和金屬 。 采用的 鍵技術(shù) 無鉛焊料和聚物為 層的鍵技術(shù)，可在100 ?C左右的 ，實(shí)現(xiàn)鍵強(qiáng)度達(dá)15 MPa。2 微流控器件的與構(gòu)建 確定的肝癌標(biāo) 物 該標(biāo) 物的檢出 ， 和項(xiàng)目組內(nèi)課題一課題四的密切 ，微流控芯片血 處 流，實(shí)現(xiàn)血漿和血細(xì)胞分、血漿肝癌標(biāo) 物的檢“、循細(xì)胞的捕 和 別 功能， 微流控芯片實(shí)驗(yàn)室為fl ，肝癌 行早期診斷。微流芯片 。芯片體結(jié)構(gòu)采用PDMS-玻璃， 模塑 ，具體步驟如下：a) 模具 ， 片為基，模具的 繪版圖 掩模光刻三fi要步驟。b) PDMS基片的 ，Sylgard 184 橡膠 性體和Sylgard 184 化 10 ：1的例混，攪拌均勻，在 干燥箱脫 ，傾倒在 模具 ，在 干燥箱 80 C烘烤1時(shí)，取出，冷卻，剝。c) 鍵封裝，微流控 口和出口，將PDMS基片和玻璃片切成芯片單 。 子體 鍵。芯片 畢。 血漿檢驗(yàn) 分。基于微流控免疫反應(yīng) 成多 標(biāo) 物的檢“。已初步選擇 AFP、CCL15、DCP、GPC3和TGF-1 標(biāo) 物，先在微流控芯片 行單一標(biāo) 物檢“，再 行標(biāo) 物的組與篩選。微流控芯片的免疫反應(yīng)區(qū)預(yù)先由抗體 被，在基 成抗體帶，血漿 垂 ，在十字交叉點(diǎn)與抗體 觸， 行抗 抗體反應(yīng)，隨后 帶有標(biāo)記物的抗體 行檢“。 血細(xì)胞檢驗(yàn) 分。由于紅細(xì)胞他細(xì)胞體 得多，用微柱 列 濾 去除紅細(xì)胞；從另一 用緩沖溶液沖刷被梳狀 列擋的細(xì)胞，流 被 皮細(xì)胞 附分子 EpCam 抗體的微柱 列，CTCs將被微柱捕 ， 光 料捕 的細(xì)胞 行標(biāo)記和 別。 構(gòu)建基于微流控芯片的 和檢“系統(tǒng)，構(gòu)成一fi型化、式的診斷儀器。研究型 裝置，將 血注 芯片內(nèi) ， 微流控芯片實(shí)驗(yàn)室為 檢驗(yàn)fl ，血液流 芯片的 分區(qū)、免疫反應(yīng)區(qū)、細(xì)胞捕 區(qū)，分別 行血漿和細(xì)胞與肝癌診斷有關(guān)的檢驗(yàn)分 ，從而在一 微流控芯片、在一fi型儀器，成多指標(biāo)的 診斷。3 PCR，電， 光標(biāo)定一體的微型分 系統(tǒng)建立成式 續(xù)流PCR芯片的有 模型， 成流體 ，實(shí)現(xiàn)芯片的成薄 加器、 度傳感器、微混器、微 、微 的；采用SU-8、PDMS工藝、紫 光照 、 子鍵，實(shí)現(xiàn)PCR芯片的 修飾，采用 的材料， 成微加器和傳感器、掩模版的 ；用加模 、 技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效 度控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)， 成微分 系統(tǒng)的 模 、信號 大模 、多功能 信息處 模 ，采用Labview件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的 度控。 將PCR芯片與電芯片成，實(shí)現(xiàn)PCR和電在同一 芯片同時(shí) 成， 電技術(shù)將PCR 的肝癌特征物 行分，于 一步 行 光標(biāo)定和 征。 的肝癌相關(guān)基探針 列，采用DNA成儀肝癌相關(guān) 探針；用抗體篩選技術(shù)fl ，具有生物活性功能的肝癌相關(guān)抗體；采用 技術(shù)抗體Fab片段；相應(yīng)抗體Fab片段，最終篩選出 的探針。 用高 溶 體分 成 性納米 子，采用 成 子點(diǎn)，用 子 技術(shù)，可控 性納米 子與 子點(diǎn)組裝在一，然后在 二 化 ，實(shí)驗(yàn)出同 徑的 光 性納米子，研究 度、溶、反應(yīng) 件 最終 物的影響， 物 行 征。2.3 肝癌影像學(xué)早期診斷 納米的生物特性成像技術(shù)1 基于US診斷的肝癌 納米的研肝癌 納米的與 征：采用 化 、高 切分 、 化 徑200-600 nm、內(nèi)含高分子性 體的納米 ”， 材料 行 改性， 與 分子高效 ， 得定、均一的肝癌 納米； TEM、DLS、XRD、AFM 和結(jié)構(gòu) 行 征； 肝癌 納米與細(xì)胞相互 用的研究：將同 度的 納米與血 內(nèi)皮細(xì)胞、正常肝細(xì)胞和肝細(xì)胞分別 用同時(shí) ，采用 光標(biāo)記技術(shù)研究納米的肝細(xì)胞 性；采用MTT、流式細(xì)胞 檢“細(xì)胞 性； 體物肝流實(shí)驗(yàn)， 取物體肝組在正常與病 狀 下的組切片，觀在同 件下， 納米同細(xì)胞的損 式和聚附 用的效果，結(jié)體實(shí)時(shí)圖像探索 納米導(dǎo) 血 內(nèi)皮細(xì)胞、肝細(xì)胞和肝細(xì)胞的 性損 式； 肝癌 納米的學(xué)特性研究： 實(shí)驗(yàn)物體和在體肝為研究象，注 納米，采用同類型的 探頭， 體和在體肝發(fā) 同特性 組的 ， 收 信號，分別在時(shí)域和 域RF currency1信號 行 分 ，研究 納米具有特異性和敏感性的US成像模式； 肝癌 納米圖像重建 研究： 一步確定的 特性 為研究象，分 肝癌納米 生特異性和敏感性的物 和生物 ，分 RF 信號基 和 分，分別提取 用于圖像重建的特征信息，重建早期肝癌具有敏感性的 基 和/或二 圖像；肝癌 納米圖像特征提取與 “：于 圖像，首先 列圖像 行 準(zhǔn)，消除組干 ，然后建立時(shí) 強(qiáng)度曲線 TIC ，提取期、fi期曲線，最后成 化功能 圖像；于 圖像，首先分fl 納米 強(qiáng)的組 ，然后提取反映肝病 組 、分度、 信息的圖像特征，最后特征，病 類型 行別。2 基于MRI診斷的肝癌 納米的研肝癌 MRI納米的與 征：采用高 有 相 、 具有 性的 化納米 ，選用PAMAM狀大分子 同材料 ，用 活性基團(tuán)與 分子 ， 得具有 性的新型肝癌 納米；選擇PEG修飾的同 PAMAM狀大分子 為材料， 二 四 子，與 分子結(jié)后， 得 性新型肝癌 MRI納米； DLS、TEM、FTIR、VSM、XRD、 子 收 納米的 和結(jié)構(gòu) 行 征； 肝癌 MRI納米的體 成像效果 ：培養(yǎng)正常肝細(xì)胞和肝細(xì)胞， 正常肝細(xì)胞和肝細(xì)胞 的影響，研究細(xì)胞 性；采用Scatchard和流式細(xì)胞 分 肝癌 MRI納米 行與肝細(xì)胞 和 “定分 ， MRI“定信號強(qiáng)度的 化斷與肝細(xì)胞的結(jié)度；檢“的體 化特性； 肝癌 MRI納米的體內(nèi)成像效果 ：常規(guī)MRIfl T1WI+T2WI 物后， 注 ，行T2WI，確定 注 的”有效 ，同 肝癌的檢出率目、 徑 ； 強(qiáng)研究 在T1和T2成像的信號強(qiáng)度與血流注的關(guān)系，確定肝細(xì)胞癌檢查口時(shí) 時(shí) 、currency1續(xù)時(shí) 、 時(shí) ；研究兩類成像有無同性，先后注 的 和 時(shí) T1T2成像的影響，確定最 案 先后注 的 和 時(shí) ；探索在肝癌組聚后 生的新的 學(xué)特性， 學(xué)特性研究新的成像 ， 成像的重建 。 3 肝癌 納米的體內(nèi) 研究注 ，將肝癌 納米注 模型物體內(nèi)，采同時(shí) 點(diǎn)的血 、液、物 ，液相 “定 的 度，研究在體內(nèi)的 收、分 、清除行為， 得肝癌 納米在體內(nèi)的 物 學(xué)曲線相關(guān) ；“定物 、肝、 、fi要器官的 度， 在體內(nèi)的分 規(guī)律。4 肝癌 納米的”性 性 性 驗(yàn)： 注 的 式，將一或24h內(nèi)多 受 物，觀物 情況， 指導(dǎo) 規(guī)定的一 觀與指征要求 行 分或 的觀。 長期 性 驗(yàn)：選擇的物 行分組和 ，然后 行觀。觀項(xiàng)目 一 檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查和病學(xué)檢查。一 檢查 行為活、 觀體征、 與 、體重、 情況、 情況、 反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室檢查 血液學(xué)、血液生化學(xué)、 液分 和 檢查。病 學(xué)檢查 病 檢和病 組學(xué)檢查。 傳 性 驗(yàn)： 基 驗(yàn)、 體 驗(yàn)和 物微 驗(yàn)。 生 性 驗(yàn)：檢查受 物 行一 生 性、 驗(yàn)和 期 性 驗(yàn)。 性 驗(yàn)： 單 反 的 性 驗(yàn)、 激性 驗(yàn)，溶血性 驗(yàn) 。 免疫 性 驗(yàn)：要 皮 敏 驗(yàn)和 敏 驗(yàn)。2.4 納米技術(shù)用于肝癌早期診斷的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證1 血清學(xué)檢“標(biāo) 物微納器件的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證血清標(biāo) 物的微流控芯片的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證：應(yīng)用構(gòu)建 成的 多 血清標(biāo) 物細(xì)胞子的微流控芯片檢“課題一篩選驗(yàn)證肝癌血清學(xué)標(biāo) 物實(shí)驗(yàn)同一組 的血液 取血 時(shí)預(yù) 一 標(biāo)本 ，將芯片檢“的標(biāo) 物的 與課題一用常規(guī)化驗(yàn) 檢“的 做照分 ， 證實(shí)微流控芯片有優(yōu)于目常規(guī) 的靈敏度和準(zhǔn)確性。結(jié) 分 件，可實(shí)現(xiàn)用很 的血 可能 要一血 可 微流控芯片檢“出多 標(biāo) 物、細(xì)胞子的 達(dá)fl， 幾項(xiàng)指標(biāo) 預(yù) 早期篩查肝癌， 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、高靈敏度、高特異性、高 的檢“目標(biāo)。 肝癌細(xì)胞 標(biāo) 物的微納器件檢“循細(xì)胞的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證：將微 肝癌HepG2細(xì)胞與 血單fi 細(xì)胞 液混勻， 標(biāo)記有肝癌細(xì)胞 標(biāo) 物特異性抗體的納米微流器件分，檢“納米微流器件的敏感性和特異性，癌細(xì)胞的收率；采肝癌 50例、肝炎和肝硬化 20例、性肝癌 20例血 ，20fi健康 愿 的血 為陰性照。用Ficoll密度 度 與納米微流器件首先 的 血 行癌細(xì)胞的”，然后用FITC-CK標(biāo)記”癌細(xì)胞，免疫細(xì)胞 光技術(shù)循細(xì)胞行 學(xué)分， 一步驗(yàn)證納米微流器件的敏感性和特異性；”分出 的循細(xì)胞 行培養(yǎng)， “定生長曲線和細(xì)胞 時(shí) ， 立性 驗(yàn) 能 ，電 觀細(xì)胞 微結(jié)構(gòu)， 成觀 研究細(xì)胞生物學(xué)特性。2 新型 影材料技術(shù)的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證.納米 影材料的體 驗(yàn)證肝細(xì)胞癌納米材料的抗體特性體 驗(yàn)證a. 肝癌細(xì)胞或人體 發(fā)性肝細(xì)胞肝癌組 本勻漿分別與肝癌細(xì)胞 抗 GPC3、HAb18G、HepPar1、p230 的抗體結(jié)，用免疫組化 證實(shí)肝癌細(xì)胞或人體 發(fā)性肝細(xì)胞肝癌含有 抗 。b. 分別與 肝癌細(xì)胞 抗 結(jié)，用免疫組化 證實(shí) 含有 抗的抗體，具有生物活性。c. 肝癌細(xì)胞或人體 發(fā)性肝細(xì)胞肝癌組 本勻漿分別與 同 ， 行體 成像，再用免疫組化 證實(shí) 能與肝癌細(xì)胞特異性結(jié)。 肝細(xì)胞癌納米材料的細(xì)胞 性 將肝細(xì)胞癌納米材料與正常肝細(xì)胞和肝細(xì)胞 同培養(yǎng)， 正常肝細(xì)胞和肝細(xì)胞 的影響，研究細(xì)胞 性。 肝細(xì)胞癌納米材料的體 分子生物活性檢“用同 度的導(dǎo) 分子、 導(dǎo) 分子的納米材料 肝細(xì)胞癌 抗 +SPIO或Gd 與肝細(xì)胞 行 同 ， 子 收 AAS “定細(xì)胞納米材料的 取。 肝細(xì)胞癌納米材料與肝細(xì)胞 和 “定： a. 用Scatchard和流式細(xì)胞 分 導(dǎo) 肝細(xì)胞癌納米材料肝細(xì)胞 行 和 “定和分 ， 與同照細(xì)胞 反應(yīng) 異的 定。b. 用MRI成像“定信號強(qiáng)度的 化斷肝細(xì)胞與肝細(xì)胞癌納米材料的結(jié)度， 同 件 照細(xì)胞、 度 反應(yīng) 異的 估。. 納米 影材料的體內(nèi)驗(yàn)證肝細(xì)胞癌模型的建立在1雄性ACI大背 皮下注 Morris Hepatoma 3924A肝癌細(xì)胞。13d后從生長的切取1mm3 到另 的雄性ACI大左肝 下。 肝癌 性納米 影材料的體內(nèi)分 檢“ 學(xué)實(shí)驗(yàn) a. 肝癌 性納米 影材料的體內(nèi)”性 ：肝細(xì)胞癌納米材料 行 性 性、長期 性、神 性和免疫源性研究。b. 肝癌 性納米 影材料在體內(nèi)的分 ：將肝癌 性納米 影材料 尾 注 正常大和模型，收同時(shí) 點(diǎn)的血液、 液同器官如、肝 組勻漿后用 子 收“定肝細(xì)胞癌納米材料的含， 體內(nèi)組分 情況。 體 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，研究該 納米體系的MRI成像性能，與 體系、現(xiàn)有常用、未修飾納米體系 行。 體內(nèi)研究，研究該體系在體內(nèi)的 收、分 、清除的行為。 肝細(xì)胞癌納米材料的抗體特性再驗(yàn)證a. 在同時(shí) 點(diǎn)處 大，取肝癌組，細(xì)胞勻漿分別與肝癌細(xì)胞 抗 GPC3、HAb18G、HepPar1、p230 的抗體結(jié)，用免疫組化 證實(shí)肝癌組含有 抗 。b. 將肝癌 性納米 影材料 尾 注 模型和正常大 照 ，取肝組，免疫組化 檢查驗(yàn)證肝細(xì)胞癌納米材料與肝癌組特異性結(jié)。c. 將肝癌 性納米 影材料 尾 注 模型和正常大 照 ，取肝組普魯士蘭 ：普魯士藍(lán) 陽性細(xì)胞百分驗(yàn)證肝癌組與SPIO標(biāo)記的肝細(xì)胞癌納米材料特異性結(jié)。 肝癌 性納米 影材料體內(nèi)MRI成像 a. 肝癌 性納米 影材料MRI成像的” 和有效 ：大，常規(guī)MRIflT1WI+T2WI 后， 尾 注 肝細(xì)胞癌納米材料 肝細(xì)胞癌 抗體+SPIO或Gd ，行T2WI或T1WI，確定導(dǎo) 肝細(xì)胞癌納米材料 注 的”和有效 。b. 肝癌 性納米材料早期診斷效果 ：分別應(yīng)用新型肝癌 性納米 影材料和現(xiàn)有同生長時(shí) 段的大 行MRI檢查，于檢查后立即處 ，取肝組成 續(xù)病 切片， 下觀肝癌病灶大、 目 ， 為標(biāo)準(zhǔn)，衡 MRI同的最早檢出時(shí) 、檢出的最 徑、檢出率 指標(biāo)。兩 成像，發(fā)現(xiàn)優(yōu)越的 成像。c. 研究狀大分子的 與SPIO在肝癌組聚后 生的新的 學(xué)特性， 學(xué)特性研究新的成像 ，該成像 探索 成像的重建 。 “的 ，提取 在重建后的 學(xué)特異性 ，成出能反映肝癌早期特異性的 化功能 圖像。 開發(fā)注 后肝匹 、 異消除、提取 信號，建立診斷肝癌的 模。3 肝癌早期診斷應(yīng)用流指南的定用 們的微流控芯片，檢“肝癌血清標(biāo) 物和細(xì)胞子，提高肝癌早期診斷的靈敏度和特異性；應(yīng)用納米技術(shù)研究新型的，提高影像學(xué)檢查的檢出率。用本研究篩選出的可用于肝癌早期診斷功能性納米材料 們提出 新的 發(fā)性肝癌規(guī)范化診斷流： 于AFP400g/L的 ，高度懷疑肝癌，仍 有診斷流，行 、CT、MRI 影像學(xué)檢查，必要時(shí)結(jié)B 導(dǎo)下的肝穿 活檢， 明確診斷。如癌灶 于12cm的 ，目 常規(guī)影像學(xué)檢查無 檢出肝癌 ，可采用本研究納米材料構(gòu)建的新的， 發(fā)現(xiàn)目 常規(guī)影像學(xué) 無 診斷的肝癌，新型具有肝癌的 性，可 基本定性診斷。于200 g/LAFP400 g/L的 ，應(yīng)用本研究的微納器件可 高 、實(shí)時(shí)檢“血液多 標(biāo) 物細(xì)胞子。如果有幾 指標(biāo) 預(yù)， 影像學(xué)診斷流 先行常規(guī)的 、CT、MRI 檢查，陰性結(jié)果的行納米材料構(gòu)建的新的檢查 。若微納器件血液檢查指標(biāo)基本正常，而常規(guī)B 檢查未發(fā)現(xiàn)肝占 ， 建議病人定期 查。于AFP400g/L的 ，高度懷疑肝癌，仍 有診斷流，行 、CT、MRI 影像學(xué)檢查，必要時(shí)結(jié)B 導(dǎo)下的肝穿 活檢， 明確診斷。如癌灶 于12cm的 ，目 常規(guī)影像學(xué)檢查無 檢出肝癌 ，可采用本研究納米材料構(gòu)建的新的， 發(fā)現(xiàn)目 常規(guī)影像學(xué) 無 診斷的肝癌，新型具有肝癌的 性，可 基本定性診斷。于200 g/LAFP400 g/L的 ，應(yīng)用本研究的微納器件可 高 、實(shí)時(shí)檢“血液多 標(biāo)物細(xì)胞子。如果有幾 指標(biāo) 預(yù)， 影像學(xué)診斷流 先行常規(guī)的 、CT、MRI 檢查，陰性結(jié)果的行納米材料構(gòu)建的新的檢查 。若微納器件血液檢查指標(biāo)基本正常，而常規(guī)B 檢查未發(fā)現(xiàn)肝占 ， 建議病人定期 查。于AFP200 g/L，但屬于肝癌的高危人群的 老 男性HBV 高 、HCV感 、HBV和HCV重疊感 、嗜酒 、“ 病 有肝癌家族史 ，仍 一步應(yīng)用本研究的微納器件檢“血液多 標(biāo) 物細(xì)胞子。若無明顯異常 ，可定期 查，而有幾項(xiàng)升高 預(yù)的，應(yīng) 行影像學(xué)檢查，而為 類病人的癌灶一 很，常規(guī)影像學(xué)檢查檢出率非常 ，應(yīng)該 采用本研究納米材料構(gòu)建的新的 行檢查。4 基于納米技術(shù)的肝癌發(fā)生和微 和病 分子分型的研究微流控系統(tǒng)捕 循系統(tǒng)的癌細(xì)胞。研究細(xì)胞的基 達(dá) ，細(xì)胞的能 ，細(xì)胞的極化性，細(xì)胞的PI3K/PDK/Akt信號傳導(dǎo) ，從而研究癌細(xì)胞 。 基于納米 影技術(shù)的肝癌微 的研究。研究發(fā)生 的微 演 ，細(xì)胞子 達(dá) ，細(xì)胞的浸 規(guī)律，血 生的模式。 基于納米技術(shù)的肝癌病 分子分型的研究。微流控系統(tǒng) 檢“的肝癌 達(dá)同的血清標(biāo) 物和細(xì)胞 標(biāo) 物，結(jié)常規(guī)組切片病 診斷 ，區(qū)分出相同組病 分型具有同生物特性分子分型， 的選擇治療 案和斷預(yù)后。3. 新點(diǎn)：本項(xiàng)目在學(xué)術(shù)、材料、技術(shù)途徑 多fi 均具有明顯的 新性：1 提出新：本項(xiàng)目抓住肝癌早期診斷這fi肝癌 至關(guān)重要的關(guān)鍵問題，提出從影像學(xué)檢“和體 檢“兩fi 手，構(gòu)建用于肝癌早期診斷的新型納米材料和納米器件， 行系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證，最終定一 肝癌早診的規(guī)范化流指南。項(xiàng)目研究結(jié)構(gòu) ，研究內(nèi)容 善，研究結(jié)果應(yīng)用性強(qiáng)。2 構(gòu)建新材料：針肝癌早期診斷的 求，已有的肝癌 血清標(biāo) 物 行篩選和 ，然后將標(biāo) 物與納米材料相結(jié)，構(gòu)建成用于肝癌早診的新型功能性納米材料。3 提出新標(biāo) 物：本項(xiàng)目在采用傳統(tǒng)肝癌標(biāo)記物的基礎(chǔ)，提出 將一 細(xì)胞子 為肝癌早診的標(biāo) 物，在國際具有先 性。特別是細(xì)胞子CCL15， 們的 期研究發(fā)現(xiàn)CCL15在肝癌 和正常人血清達(dá) 異明顯， 們“CCL15可能與 肝癌的發(fā)生、發(fā) ，有望成為肝癌早期診斷的新標(biāo)記物，這在國際是CCL15在肝癌早診的首應(yīng)用。4 發(fā) 新技術(shù)：在技術(shù)途徑， 們整 傳統(tǒng)標(biāo)記物和細(xì)胞子 行檢“，與納米微流器件相結(jié) 成微流芯片，能夠提高肝癌血清學(xué)檢“的檢出率和陽性率；將細(xì)胞 標(biāo)記物與新型納米 影材料相結(jié)，發(fā) 新的影像學(xué)成像 和新的生物信息提取、圖像重建技術(shù)，能夠大幅提高肝癌影像學(xué)檢“的靈敏度。5 促 生物醫(yī)學(xué)研究: 許多生物醫(yī)學(xué)的重大發(fā) 是基于技術(shù) 的 。如PCR和siRNA 技術(shù)均得諾貝 醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 們研究的納米技術(shù)也將為研究提供新的手段和。4. 可行性分 ：1 目標(biāo)明確、內(nèi)容具體：將傳統(tǒng)肝癌標(biāo) 物和細(xì)胞子應(yīng)用， 納米材料構(gòu)建成新的功能性納米材料，應(yīng)用于體 檢“和影像學(xué)檢“兩fi ，構(gòu)建納米微流器件、發(fā) 新影像學(xué) 影技術(shù)， 行系統(tǒng)的生物醫(yī)學(xué)驗(yàn)證，最終 驗(yàn)提高肝癌早診靈敏度和準(zhǔn)確率這一目標(biāo)。項(xiàng)目的要內(nèi)容是在 期研究的基礎(chǔ)，結(jié)學(xué)科的最新發(fā) 和國家 求， 研究隊(duì)伍的 期工 行提煉、升華，研究內(nèi)容具體，研究目標(biāo)明確，僅凝聚 項(xiàng)目組成員 期的研究 累，也體現(xiàn) 項(xiàng)目組成員的 性科研維。 2 基礎(chǔ)扎實(shí)、硬件強(qiáng)大：項(xiàng)目組成員在納米材料的與成、納米器件的與構(gòu)建，納米 影材料的應(yīng)用 標(biāo)記物的研究 累 豐”的 驗(yàn)，在國內(nèi) 一流的學(xué)術(shù)期發(fā) 多與本項(xiàng)目相關(guān)的科研 ，有多fi新型 影和 納米器件的研究開發(fā) 驗(yàn)，取得 一批重要的 期成果，在國內(nèi) 生 一定的影響。這 期研究成果為本項(xiàng)目的實(shí) 奠定 良的工 基礎(chǔ)。項(xiàng)目承擔(dān)單 有多fi相關(guān)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室或省 實(shí)驗(yàn)室的一流硬件 與fl ， 用于納米材料成、納米器件構(gòu)建、納米 影材料研究、標(biāo) 物驗(yàn)證的 類先 儀器，承擔(dān)單 附屬醫(yī)院有用于生物醫(yī)學(xué)驗(yàn)證的豐”臨床標(biāo)本，為本項(xiàng)目的 成提供 強(qiáng)有 的障。 3 優(yōu) 團(tuán)隊(duì)、頂尖人才：本項(xiàng)目 一批在納米科學(xué)、材料學(xué)、學(xué)、分子生物學(xué) 領(lǐng)域的高fl人才，具有高的學(xué)術(shù)fl和斷 新的科研精神。項(xiàng)目組成員 均 國重要的相關(guān)研究 構(gòu)和國家或省 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在 的研究領(lǐng)域做 大 工 ，取得 杰出的成績，得到 國際同行的認(rèn)可。課題組依托國最大的醫(yī)院，醫(yī)院具豐”的臨床資源和臨床研究 驗(yàn)，為研究的應(yīng)用化提供 障。課題組在一 期的 累 豐”的 驗(yàn)，已 成 一優(yōu) 互補(bǔ)的有 整體，該研究團(tuán)隊(duì)已成為 國納米生物醫(yī)學(xué) 新研究的優(yōu) 研究群體，為本項(xiàng)目的實(shí) 和 成提供 強(qiáng)大的人 資源。5. 課題置項(xiàng)目的總體目標(biāo)、 決的關(guān)鍵科學(xué)問題， 基于納米技術(shù)的肝癌早期診斷研究為 ，精 選擇 點(diǎn)，置如下四fi課題：課題一 肝癌早期診斷用新型功能性納米材料的和構(gòu) 課題二 肝癌血清學(xué)早期篩查的微納傳感器件研究課題三 肝癌影像學(xué)早期診斷 納米的生物特性成像技術(shù)課題四 納米技術(shù)用于肝癌早期診斷的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證基于納米技術(shù)的肝癌發(fā)生和微的 研究課題具體情況：課題一：肝癌早期診斷用新型功能性納米材料的和構(gòu) 研究目標(biāo)：得有 ，具有在應(yīng)用，肝癌血清/細(xì)胞 標(biāo) 物具有高度選擇性、敏感性和 性的新型功能納米傳感和 影材料8 10 ； 課題 2、3 功能納米材料的要求，實(shí)現(xiàn)功能納米材料的 與構(gòu) ， 得具有 的構(gòu)技術(shù)，為肝癌血清學(xué)影像學(xué)的早期診斷提供和技術(shù)currency1；取得一批 性科研成果，發(fā) 高 15-20 ， 8 12項(xiàng)； 培養(yǎng)碩士研究生5-7名，博士研究生4-6名博士后1-2名。研究內(nèi)容：1 篩選、驗(yàn)證與肝癌發(fā)病密切相關(guān)的血清標(biāo) 物/細(xì)胞 標(biāo) 物， 一 或 標(biāo) 物組與肝癌檢出率之 的相互關(guān)系。2 功能納米傳感材料的、構(gòu) 與性能研究。3 功能納米 影材料的、構(gòu) 與性能研究。承擔(dān)單 ：國科學(xué)院高能物 研究 課題責(zé)人：魏鐘晴學(xué)術(shù)骨干：邢妹、徐殿斗、袁慧費(fèi)例：21%課題二：肝癌血清學(xué)早期篩查的納米傳感微納器件研究研究目標(biāo)：將微納器件和微納加工技術(shù)應(yīng)用于肝癌檢“，建立型、fi體化的肝癌實(shí)時(shí)診斷fl ，診斷POCT Point of Care Testing 時(shí)。成2-3fi基于微納技術(shù)的肝癌早期診斷器件，提高檢“靈敏度和特異性響應(yīng)， 血 分 時(shí) ， 1-2fi器件 應(yīng)用于臨床。取得一批 性成果，發(fā) 高 20 ， 15項(xiàng) ；培養(yǎng)碩士研究生10名、博士研究生8名和博士后2名。研究內(nèi)容：基于新型 子的微納生化傳感器的與構(gòu)建。微流控器件的與構(gòu)建。PCR，電， 光標(biāo)定一體的微型分 系統(tǒng)。承擔(dān)單 ：國科學(xué)院 導(dǎo)體研究 、海交 大學(xué)課題責(zé)人：楊晉玲 學(xué)術(shù)骨干：張明亮、毛旭、李雷、陳 、高峰費(fèi)例：30%課題三：肝癌影像學(xué)早期診斷 納米的生物特性成像技術(shù)研究目標(biāo)：得有 、有望實(shí)現(xiàn)肝癌早期診斷的納米3-5 ；研發(fā)基于 納米的 成像技術(shù)，探索在肝癌早期影像診斷的應(yīng)用；發(fā) 高 20 ， 發(fā)明10-15項(xiàng)， 件 1-2項(xiàng)；培養(yǎng)碩士研究生20名，博士研究生10名，博士后4名。研究內(nèi)容：基于US診斷的肝癌 納米的研基于MRI診斷的肝癌 納米的研肝癌 納米的體內(nèi) 研究肝癌 納米的”性 承擔(dān)單 ：華科技大學(xué)課題責(zé)人： 琦冰學(xué)術(shù)骨干：丁明躍、徐海 、明星、璐費(fèi)例：22%課題四：納米技術(shù)用于肝癌早期診斷的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證基于納米技術(shù)的肝癌發(fā)生和微的 研究研究目標(biāo)：1 驗(yàn)證肝癌血清標(biāo) 物肝癌早期診斷的特異性和敏感性，明確多 標(biāo) 物檢“在肝癌早期診斷的應(yīng)用。驗(yàn)證功能性納米材料多 標(biāo) 物肝癌早期診斷的特異性和敏感性。2 成 影技術(shù)的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證。3 探索肝癌檢診規(guī)范化模式，定肝癌早診納米器件 影技術(shù)應(yīng)用流指南。 4 取得一批 性成果，發(fā) 高 20 ， 10項(xiàng) 5 培養(yǎng)博士后2名，碩士研究生10名，博士研究生8名。研究內(nèi)容：血清學(xué)檢“標(biāo) 物微納器件的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證新型 影材料技術(shù)的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證肝癌早期診斷應(yīng)用流指南的定基于納米技術(shù)的肝癌發(fā)生和微 病 分子分型的研究承擔(dān)單 ：天津醫(yī)科大學(xué)課題責(zé)人：張寧學(xué)術(shù)骨干：郝希山、孫、宋天強(qiáng)、王銀松費(fèi)例：27%6. 課題 的相互關(guān)系#圖3 課題 的關(guān)系課題一 本課題將研用于肝癌早期診斷的新型納米材料。 課題構(gòu) 功能性納米傳感器與納米 ，為課題二的肝癌血清學(xué)早期篩查與課題三的影像學(xué)早期診斷提供材料。余課題的反饋信息，改善研的納米功能材料。同時(shí)，本課題 選用的標(biāo) 物，將 為課題四生物醫(yī)學(xué)驗(yàn)證的要內(nèi)容，為提供 依。本課題將實(shí)現(xiàn)肝癌診斷功能化納米材料的 構(gòu) ，在構(gòu) 技術(shù)取得 ，為研微流控芯片生物傳感器影像學(xué)納米提供和技術(shù)currency1。課題二 本課題的研究肝癌血清學(xué)早期篩查的微納器件與納米傳感器整技術(shù)。和構(gòu)建微納器件，與課題一研的新型功能納米傳感器 行整，為課題四的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證提供血清學(xué)篩查手段。同時(shí)，微納器件的構(gòu)建為課題一的功能化傳感材料提出要求。本課題將微納器件和微納加工技術(shù)應(yīng)用于肝癌檢“，建立型、fi體化的肝癌實(shí)時(shí)診斷fl ，診斷 POCT Point of Care Testing 時(shí)。課題三 肝癌影像學(xué)早期診斷的 納米生物特性研究。本課題采用課題一研的 納米，行體內(nèi) 生物學(xué)特性相關(guān)成像技術(shù)研究，將信息反饋 課題一，為用于影像學(xué)診斷的功能性納米材料 一步優(yōu)化提供依。為課題四的醫(yī)學(xué)驗(yàn)證提供影像學(xué)診斷技術(shù)和 。本課題納米微” 影的學(xué)特性，研究新型 納米微” 影和基于納米微” 影的 成像技術(shù)，探索在肝癌早期診斷的應(yīng)用；肝 的SPIO ，探索在肝癌早期肝癌MRI診斷檢“的應(yīng)用。課題四 本課題課題二與課題三的早期診斷技術(shù) 行醫(yī)學(xué)驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果探索檢“和診斷的規(guī)范化模式，將結(jié)果反饋 它課題，為功能化納米材料、微納器件成像技術(shù)的優(yōu)化提供依。在 基礎(chǔ)為生物醫(yī)學(xué)研究提供新的手段。本課題將肝癌的影像學(xué)早診和血清早診，實(shí)現(xiàn)高靈敏度的實(shí)時(shí)診斷， 取定一 肝癌早期診斷的新標(biāo)準(zhǔn)， 大 ；采用納米檢“新技術(shù)，在肝癌發(fā)生和微 的分子 研究 實(shí)現(xiàn) 。 ，本項(xiàng)目緊扣肝癌早期診斷的重大科學(xué)問題與挑戰(zhàn)，繞基于納米技術(shù)的肝癌早期診斷這fi 內(nèi)容，四fi緊密相關(guān)的課題， 成一fi 整的研究體系。 納米材料 新，檢“技術(shù) 新和診斷模式 新，為實(shí)現(xiàn)肝癌的早期診斷奠定基礎(chǔ)。四、 度劃度一2 新型微納器件的和加工。要 ：研究用于式生化傳感器的新型 式 激勵(lì) 檢“ ；模 子材料、構(gòu)型、 子 性能的影響；確定 子構(gòu)型和幾何 ； 子的微納加工工藝， 微納 子， 特性 行 征；研究微 道血漿和血細(xì)胞的分；基于微流控芯片的血液檢驗(yàn)fl 的與構(gòu)建；PCR、電、 光標(biāo)定于一體的微分 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 。3 應(yīng)用初步加工 成的 多 血清標(biāo) 物細(xì)胞子的微流控芯片，在肝癌 和正常 愿 血清驗(yàn)證該微流控芯片肝癌早期診斷的靈敏度和準(zhǔn)確性；應(yīng)用初步加工 成的 多 肝癌細(xì)胞 標(biāo) 物的微納器件，檢“和”肝癌 循細(xì)胞，”出的循細(xì)胞 行 學(xué)分 ，研究細(xì)胞生物學(xué)特性。4用于 MRI的納米材料，與肝癌 性生物分子 ，結(jié)構(gòu)和 行 征。確定用于式生化傳感器的 激勵(lì) 檢“ 子構(gòu)型， 列式的 子結(jié)構(gòu)，出新型微納 子，成性能“ 。 用于分血漿和血細(xì)胞的微流體器件；組建基于微流控芯片的血液檢驗(yàn)系統(tǒng)。 成 續(xù)流聚物PCR微分 系統(tǒng)的 分 、相關(guān)模型建立、 、流體 。初步驗(yàn)證能用于肝癌早期診斷的 多 血清標(biāo) 物細(xì)胞子的微流控芯片；初步驗(yàn)證檢“和”肝癌 循細(xì)胞的微流控芯片，微流控芯片的優(yōu)化構(gòu)建提出具體化要求。得5 、定、均一的肝癌 US納米；10 、定、均一的肝癌 MRI納米。二研究微納器件的 修飾同標(biāo) 物的響應(yīng)。要研究內(nèi)容 ：研究 子 、 分子、肝癌標(biāo) 物之 的化學(xué)反應(yīng) ；研 化學(xué)修飾裝置和用于血 分的微流控芯片； 微納生化傳感器，研究器件同標(biāo) 物的響應(yīng)。用納米材料和技術(shù)，研究微流體 道 處 ， 之 用于血液 本肝癌標(biāo) 物的檢“；用微流控芯片捕 循細(xì)胞，研究 道結(jié)構(gòu)和 、流 件捕 效果的影響，研究 道 處 ；微加工工藝的開發(fā) 。建立納米與細(xì)胞相互 用的體 模型， 納米的 性聚附 用；建立納米體 成像模型，研究同 度、同修飾、同 分子 fl成像效果的影響。建立體內(nèi)肝細(xì)胞癌模型， 行肝細(xì)胞癌納米材料的體內(nèi)分 檢“，肝細(xì)胞癌納米材料的抗體特性再驗(yàn)證和肝細(xì)胞癌納米材料體內(nèi)成像 。掌握 子 修飾反應(yīng) ，選擇 的 分子， 成 修飾反應(yīng)；組建化學(xué)修飾裝置，能高 子 列 行 修飾； 成微納生化傳感器的 和功能“ 。初步掌握 于肝癌標(biāo) 物檢“的微道 處 ； 出用于捕 循細(xì)胞的微流體器件。開發(fā)出一 可實(shí)現(xiàn)PCR、電、 光標(biāo)定于一體的微分 系統(tǒng)的高效、 成本、 于成的微加工工藝。研究得到納米體 成像的 項(xiàng) ；初步篩選出10 ”有效的肝癌 納米。體內(nèi)物模型驗(yàn)證5 納米用于肝癌早期診斷的特異性和敏感性。三2 一步 善微納 子和微流控芯片的微納加工工藝，芯片 行鍵封裝，開發(fā)“ 模 。要 ：一步優(yōu)化微納 子和微流控芯片的結(jié)構(gòu)和微納加工工藝 功能化 ；研究芯片的封裝 封裝器件性能影響；研究高 大檢“信號的 ；研究用微流控芯片 行肝癌標(biāo) 物檢“的 ；成PCR芯片的控系統(tǒng)研究 。3建立納米體內(nèi)與分 的物模型, 研究在體內(nèi)的 收、分 、清除的行為，探索肝癌 納米的體內(nèi)分 規(guī)律。4微流控系統(tǒng)捕 循系統(tǒng)的癌細(xì)胞。研究細(xì)胞的基 達(dá) ，細(xì)胞的能 ，細(xì)胞的極化性，細(xì)胞的PI3K/PDK/Akt信號傳導(dǎo) ，從而研究癌細(xì)胞 ； 基于納米 影技術(shù)的肝癌微 的研究。研究發(fā)生 的微 演 ，細(xì)胞子 達(dá) ，細(xì)胞的浸 規(guī)律，血 生的模式。2. 優(yōu)化的微納 子，掌握定 可控的 功能化 ，提高微納生化傳感器的成 率；開發(fā)出 用于微納 子和器件“ 的電模 ；實(shí)現(xiàn)器件芯片的 鍵封裝，明確封裝器件性能影響。掌握用微流控芯片 行肝癌標(biāo) 物檢“的技術(shù)；初步掌握循細(xì)胞的 別 。 儀器 續(xù)流PCR芯片 度控系統(tǒng)。3. 明肝癌 納米 學(xué) ， 在病灶與正常組 分 、清除行為的同； 納米 現(xiàn)出的新的影像學(xué)特性。4 明循細(xì)胞的特性極相關(guān)分子 ；探納米 影技術(shù)能 為肝癌微 的研究提供新的技術(shù)手段。四2. 納米 現(xiàn)出的特性，研究新的成像 ，探索新的圖像重建與 “ ； 物非臨床研究 規(guī)范 GLP ，肝癌 納米 行 性 性、長期 性、 傳 性、生 性、 性和免疫 性研究。3. 基于納米技術(shù)的肝癌病 分子分型的研究。微流控系統(tǒng) 檢“的肝癌 達(dá)同的血清標(biāo) 物和細(xì)胞 標(biāo) 物，結(jié)常規(guī)組切片病 診斷 ，區(qū)分出相同組病 分型具有同生物特性分子分型，的選擇治療 案和斷預(yù)后。用本研究篩選出的可用于肝癌早期診斷功能性納米材料，提出新的 發(fā)性肝癌規(guī)范化診斷流。 研究納米新的成像 ，構(gòu)建出新的圖像重建與 “ ；篩選出5 有效的肝癌 納米； 成肝癌 納米的臨床 ”性研究，建立” 用指導(dǎo)。明 選擇的肝癌血清標(biāo) 物和細(xì)胞標(biāo) 物肝癌fi體化治療和斷預(yù)后的意義；基于血清檢“和分子 影技術(shù)的臨床研究新 ，結(jié)臨床治療實(shí) 最新 ，提出關(guān)于新的 發(fā)性肝癌規(guī)范化早期診斷流建議。2. 研發(fā) 納米成像 的圖像 處 件。3. 善生化傳感器的 性能，重點(diǎn)在于 成微納傳感器的封裝與系統(tǒng)成，要 ：改 微流控芯片與 式傳感“ 芯片的光、電、流體互，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)成與封裝。成微流控器件和光學(xué)“ 系統(tǒng)，構(gòu)成一fi型化、式的診斷儀器。針肝癌預(yù) 與早期診斷， 行成式 續(xù)流聚物PCR芯片實(shí)驗(yàn)。 道結(jié)構(gòu)、 修飾、 區(qū)分 、微加工技術(shù)的 一步優(yōu)化；PCR、電、 光標(biāo)定技術(shù)， 成肝癌預(yù) 用微分 系統(tǒng)的臨床“ 。4. 善 課題研究，整 ， 結(jié)題 ；提出 一步 研究 和內(nèi)容。成圖像 處 件的研發(fā)。成1fi式微納生化傳感器 ，用于血清多 肝癌標(biāo) 物的檢“； 掌握用微流控芯片 行肝癌早期檢“的技術(shù)；實(shí)現(xiàn)1fi 微流控芯片實(shí)驗(yàn)室為 的肝癌早期診斷器件；得到1fi成式 續(xù)流聚物PCR芯片，為肝癌早期診斷提供 成本的高效微分 系統(tǒng)檢“芯片。 提交 ， 成結(jié)題工 。一、研究內(nèi)容1、 決的關(guān)鍵科學(xué)問題本項(xiàng)目繞納米技術(shù)用于肝癌早期診斷的研究這一 目標(biāo)， 決 下四fi關(guān)鍵科學(xué)問題：1 新型功能性納米材料的與構(gòu) ， 決肝癌早期診斷的敏感性和特異性問題；2 微納米傳感器件的與構(gòu)建， 決肝癌血清學(xué)早期篩查的假陰性、假陽性率、現(xiàn)場性 問題；3 納米和成像技術(shù)研究， 決肝癌影像學(xué)早期診斷的定性和定 的準(zhǔn)確率問題；4 整納米診斷技術(shù)，建立肝癌早期診斷新模式， 決現(xiàn)有血清學(xué)篩查與影像學(xué)診斷結(jié)果的一 性問題。在 基礎(chǔ)， 開 基于納米新技術(shù)的肝癌發(fā)生和微的 研究，為新的診治研發(fā)提供 依。 2、要研究內(nèi)容本項(xiàng)目緊緊繞肝癌早期診斷這一 ，從血清學(xué)篩查和影像學(xué)診斷兩fi大 開 工 ：首先、構(gòu)建血清學(xué)和影像學(xué)診斷 的新型功能性納米材料；在新型材料的基礎(chǔ)研究開發(fā)用于肝癌血清學(xué)早期篩查的納米傳感微納器件，研究肝癌影像學(xué)早期診斷 納米的生物特性成像技術(shù)；最后微納器件和納米 行醫(yī)學(xué)驗(yàn)證， 為基礎(chǔ) 行肝癌發(fā)生和微 病 分子分型的研究。要研究內(nèi)容分為下四fi ：2.1 肝癌早期診斷用新型功能性納米材料的和構(gòu) 1 驗(yàn)證與肝癌發(fā)病密切相關(guān)的肝癌血清標(biāo) 物/肝癌細(xì)胞 標(biāo) 物。和驗(yàn)證肝癌血清標(biāo) 物的組。血清標(biāo) 物的特異性 別是 抗體實(shí)現(xiàn)。 們將篩選和驗(yàn)證針 一fi血清標(biāo) 物的最 抗體， 驗(yàn)證最 的血清標(biāo) 物組。首先驗(yàn)證兩 組：a) 肝癌傳統(tǒng)血清標(biāo)物的組檢“準(zhǔn)確性和靈敏度；b) 細(xì)胞子組檢“的準(zhǔn)確性和靈敏度。在 基礎(chǔ)驗(yàn)證細(xì)胞子與傳統(tǒng)標(biāo) 物的組。 和驗(yàn)證肝癌細(xì)胞 標(biāo) 物的 性。篩選和驗(yàn)證針 一fi癌細(xì)胞 標(biāo) 物的最 抗體。研究單一 標(biāo) 物和組 用的 性。 和驗(yàn)證 們發(fā)現(xiàn)的三 肝癌標(biāo) 物。研發(fā)針新標(biāo) 物的抗體 行細(xì)胞和血清fl的驗(yàn)證。 驗(yàn)證后的抗體將用于肝癌功能性納米材料的構(gòu)建。2 功能納米傳感材料的、構(gòu) 與性能研究 、成篩選出可用于肝癌血清學(xué)早期診斷的 納米材料，要 納米 、納米 /線 它們之 的 ， 、結(jié)構(gòu)特征 化性 行 征。 研究能與肝癌血清標(biāo) 物特異性結(jié)的抗體 納米材料的 ， 與物分子 的相互 用 、相關(guān) 學(xué)生物學(xué)性 ，篩選肝癌標(biāo) 物具有高度選擇性和敏感性的新型功能納米傳感材料。 肝癌血清學(xué)早期診斷課題二微納器件功能納米傳感材料的要求，探納米材料 效應(yīng)檢“象的、” 反應(yīng) 的影響，有效提高微反應(yīng)率的 ，實(shí)現(xiàn)功能納米傳感材料的 與構(gòu) 。 3 功能納米 影材料的、構(gòu) 與性能研究 、成篩選出可用于肝癌影像學(xué)早期診斷的 納米 影材料，要 金屬納米 納米 、 子點(diǎn) 納米” ， 、結(jié)構(gòu)特征 化性 行 征。 研究能與肝癌細(xì)胞 受體特異性結(jié)的抗體 納米 影材料的 ， 體 細(xì)胞 驗(yàn) 細(xì)胞取 和 檢“ 功能納米 影材料肝癌細(xì)胞的 性體 成像效果。 用電子能 學(xué)、 學(xué)光學(xué) 檢“ ， 和分 功能納米 影材料在物體內(nèi)的組分 狀況在肝癌 的” ，達(dá)到改 成像 、 最檢出 、提高檢出率的目的。 2.2 肝癌血清學(xué)早期篩查的納米傳感微納器件研究 針微納生化傳感器的基礎(chǔ)科學(xué)問題與 性關(guān)鍵技術(shù)， 肝癌早期診斷的應(yīng)用 求為背 ，選擇已 和新發(fā)現(xiàn)的肝癌標(biāo) 物為檢“象，針標(biāo) 物的傳統(tǒng)檢“ 在的敏感性與特異性 的問題，研究在高靈敏檢“具有技術(shù)優(yōu) 和發(fā) 的基于微納 、基于微流控系統(tǒng)和PCR、電、 光標(biāo)定一體的生化傳感器，探索高選擇性、高靈敏度、高定性的敏感 ， 得微型化、 成本的 檢“技術(shù)。1 基于新型微納 子的生化傳感器的 新型微納 子與 研究用于型化式傳感器的微納 子的 檢“ ，在 子 敏感區(qū)，分 修飾和 附的 性模 化 率的影響。器件工 ，具有高 子的 率大于1 MHz的新型 子，實(shí)現(xiàn)微納 子 列式結(jié)構(gòu)，提高檢“靈敏度?？煽康奈⒓{加工工藝， 用于血清多 肝癌標(biāo) 物高 fl行檢“的新型微納 子 列結(jié)構(gòu)。微納 子的功能化研究在 子 區(qū)域 行 修飾的 。研究敏感 定的微 度效應(yīng) 敏感單 的電學(xué)、化學(xué)反應(yīng)信號的相互干 fl和消除噪的 。研究敏感材料與 子 反應(yīng) ，探索在 列式 子 同時(shí)修飾同 功能敏感 的 。研究生化傳感器的敏感材料與標(biāo) 物分子相互 用的反應(yīng) 學(xué)，待“生物或化學(xué) 為可 檢“的物 的能 ，提高修飾效率。微納傳感器的檢“器的 特性“ 檢“生化傳感器的響應(yīng)。建立型的一體化的診斷fl ，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷。研究針肝癌同標(biāo) 物的敏感材料與器件 之 相互 用，用生化反應(yīng)的高度特異性 大幅度提高敏感單選擇性；研究敏感材料的微觀結(jié)構(gòu)在體 的 附行為傳感器靈敏度、選擇性和定性的影響。研究從 微 電流信號采有用信號、分干 信號、高 信號 大和處 技術(shù)。微納傳感器的封裝與系統(tǒng)成采用系統(tǒng)封裝的 ，實(shí)現(xiàn)生化傳感器、微流控電模 的 成本、可靠的系統(tǒng)成和封裝。研究 用于微納生化傳感器的 鍵 。研究封裝微納傳感器性能、定性 電特性的影響。研究在同一基片同傳感器芯片的光電成、電互 、流體互 ，實(shí)現(xiàn)有于傳感器模 的微流體系統(tǒng)的模式封裝。2 微流控器件 微流控芯片實(shí)驗(yàn)室 為檢驗(yàn)fl ， 微米 度下流體的控，從 血分血漿與血細(xì)胞，分別 行血漿和細(xì)胞與肝癌診斷有關(guān)的檢驗(yàn)分 ， 成多指標(biāo)的 診斷，具體 ：流