器官芯片研究肿瘤微环境（提高癌症诊断率）

澳门大学健康科学学院副教授郭珩辉及其研究团队在构建高灵敏型光电化学免疫传感器方面取得重大进展。研究团队通过阳离子交换反应，合成出一种先进的纳米材料，并且将之应用在基于高效生物传感系统的高灵敏肿瘤标志物检测。该研究在生物传感器开发和癌症诊断领域备受关注，成果已获国际知名期刊《生物传感器和生物电子学》(Biosensors and Bioelectronics)刊登。

以基于阳离子交换反应的PEC免疫检测方法来检测前列腺特异性抗原

肿瘤标志物指由肿瘤细胞特征性产生、可用于区别肿瘤细胞和正常细胞的生物学分子，大多存在于患者的组织、血液和体液。检测出肿瘤标志物往往有助选择最佳的临床治疗手段。其中，前列腺特异性抗原（PSA）是一种广泛用于筛查和诊断前列腺癌的标志物。科学家近10年来不断致力提高PSA检测的灵敏性，从而指导医生更准确地鉴别良性和恶性肿瘤。郭珩辉教授团队合成的纳米材料正正能用于检测PSA。

研究团队根据软硬酸碱理论（一项合成中空金属硫化物的重要理论基础，英文简称HSAB）合成了中空的Cu2-xS纳米晶体，并以这种晶体作为光活性材料用于检测光电流信号，从而检测PSA。他们首先合成了立体Cu2O晶体，然后通过表面硫化处理和盐酸蚀刻获得中空的Cu2-xS纳米晶体。他们其后再将硫化铜、磷化氢和其他金属盐混合，在不改变原先晶体框架、大小和厚度的情况下，代替其中的铜离子而获得新的金属硫化物。这种有趣现象可用HSAB理论解释，即软碱更易与软酸 (Cu ) 结合并将 Cu 从结构中置换。在此基础上，研究团队进一步运用该反应系统研发新的PSA光电化学免疫检测方法。相比纯二元硫化物，掺杂多金属的硫化物（ZnxCd1-xS）有更强的光电流响应，是优良的光电转化材料，能够更灵敏地检测PSA。运用了新的硫化物的检测方法在1.0 pg/mL~10 ng/mL的范围内呈线性关系，检测的最低限度是0.32 pg/mL。

阳离子交换反应的理论可以广泛用于合成优良的纳米材料，以及制造高效的生物传感系统。这种合成方法简单，无需严苛的反应条件就能进行，有潜力用于大规模制备纳米材料。郭教授团队的研究结果显示，ZnxCd1-xS中空晶体可以作为光活性材料应用于超灵敏检测肿瘤标志物的三明治免疫检测方法，可望为生物传感器光活性材料的可控合成和大规模制备提供新思路。

（第一排左二）郭珩辉、（第二排右二）李彬、（第二排右三）郭丽斌

相关论文的通讯作者是郭珩辉，共同第一作者为其博士生郭丽斌和李彬。南京中医药大学副教授葛立林曾在研究团队从事博士后研究，也对该研究作出贡献。研究项目获澳门科学技术发展基金资助（档案编号：0055/2019/A1 和0010/2021/AFJ)。

论文全文可浏览：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35718654/