近日，華東理工大學化學與分子工程學院（結構可控先進功能材料及其製備教育部重點實驗室）田禾院士、賀曉鵬副研究員及合作者在英國皇家化學會綜述類旗艦刊物 Chemical Society Reviews 發表「指南綜述」（Tutorial Review），總結了基於光致發光原理的複合傳感器在同時檢測多種疾病生物標記物方面的最新研究進展，並對面臨的挑戰和進一步發展提出了見解。
Multiplexed photoluminescent sensors: towards improved disease diagnostics
Xiao-Peng He, Xi-Le Hu, Tony D. James, Juyoung Yoon and He Tian
Chem. Soc. Rev., 2017, Advance Article
DOI: 10.1039/C6CS00778C
對致命疾病的早期和精確診斷有助於顯著提高治療效果和患者的預後。然而，要在病理上對這類疾病（比如癌症）進行確診，僅僅依據單個生物標誌物的血清檢測是遠遠不夠的：一方面，這種單一的生物標記物在患有其他身體異常的情況下也可能過度表達（假陽性）；另一方面，許多患者卻低表達這種單一的生物標記物（假陰性）。因此，要做到對疾病的早期識別和精確診斷，使用多種生物標誌物的複合檢測就變得尤為重要。
▲ 甲胎蛋白（AFP）是用於肝癌臨床診斷的一種生物標記物。然而，引起 AFP 升高的原因有很多，多達 58% 的慢性肝病患者（非肝癌）也會表現出 AFP 的升高（假陽性）；另外，35–65% 的肝癌患者的 AFP 水平並沒有顯著升高（假陰性）。
對於疾病生物標記物的檢測，現有較為常用的方法是通過酶聯免疫吸附法（ELISA）對血液或細胞樣本進行分析。然而，除去本身的價格及時間因素，該方法尚且不能在一次檢測中對多種生物標記物進行同時檢測。開發出可以同一份臨床樣本中同時、快速檢出多種特異性生物標誌物的先進傳感體系，已成為化學家和生物學家們競相追逐的一個熱點領域。
▲ 單一標記物檢測與複合檢測的示意和對比
光致發光（Photoluminescence，簡稱 PL）是指物質吸收光子（或電磁波）後重新輻射出光子（或電磁波）的過程。從量子力學理論上，這一過程可以描述為物質吸收光子躍遷到較高能級的激發態後返回低能態，同時放出光子的過程。光致發光具有高對比度、高特異性以及快速響應等優點，被廣泛運用於各類分析工具和方法的開發之中。
▲ 在紫外燈照射下發光的化學溶液：這些溶液吸收了紫外能級的光子後，在很短的時間內重新發射出波長更長的可見光（不同溶液發射的光有著不同的波長，因此顯示出不同的顏色）
近些年來，人們開發出了許多種類的光致發光複合傳感器；這些傳感器可以通過對光致發光信號的激活同時檢測出均質溶液或單個細胞中不同的生物標記物。與傳統的檢測方法相比（如 ELISA），基於光致發光原理的複合傳感器可以實現均相液中的檢測，不僅簡化了操作流程，還加快了獲得信號的速度。
▲ (a) 通過共組裝將兩種流感病毒（人流感和禽流感）唾液酸聚糖的探針分子接在一種二維 MoS₂ 材料上，探針分子上帶有不同的特異性螢光生色團；(b) 所得的傳感器可以分別實現禽流感病毒和人流感病毒的特異性螢光檢測，並且對一種具備人感染特性的 H7N9 禽流感病毒顯示出雙重特異性。
Mater. Horiz., 2017, 4, 431-436
本篇綜述介紹了基於光致發光原理的複合傳感器在多生物標記物同時檢測方面的最新研究進展，其中包括了低維材料複合物對多種分析物的光致發光檢測、分子功能化納米顆粒的多色細胞成像以及基於有機功能材料的體內/體外多色成像檢測，並對其他光學及電學多元檢測方法在臨床檢測中的應用及現有的挑戰進行了展望。
個人簡歷：
1982 年本科畢業於南京理工大學化學化工學院
1986 年和 1989 年在華東理工大學先後獲碩士學位和工學博士學位
1996 年獲得國家傑出青年基金
1999 年被聘為國家教育部長江學者獎勵計劃特聘教授
2011 年當選中國科學院院士
2013 年被選為發展中國家科學院（TWAS）院士
主要研究領域：
田禾院士主要從事有機光電功能材料相關研究，並應用於特異響應分子探針、電致發光器件、有機光伏電池等領域，在國際相關研究領域中已具有明顯特色和優勢。曾獲得 2000 年國家科技進步二等獎、2007 年國家自然科學二等獎和 3 項省部級科技進步二等獎等多項科技獎勵，曾獲全國優秀留學回國人員成就獎（2003 年）、全國優秀教師稱號（1998 年）等榮譽，入選新世紀首批百千萬人才工程國家級人選。2011 年獲得全國五一勞動獎章。
個人簡歷：
2006-2011，華東理工大學藥學院，碩博連讀（導師：施小新教授、龍億濤教授）
2008-2009，法國 Cachan 高等師範學校，聯合培養（導師：Juan Xie 教授）
2011-2013，華東理工大學化學與分子工程學院，博士後（合作導師：陳凱先院士）
2016 年獲上海市青年科技啟明星計劃資助
2017 年獲得國家優秀青年科學基金項目
主要研究領域：
賀曉鵬課題組依託田禾院士領銜「分子探針識別腫瘤特異性血清標誌物的基礎研究」科技部重大基礎研究計劃，從事醫學為導向的化學生物學研究，研究方向跨化學、材料科學、生物學、臨床醫學等多個基礎學科，並主要圍繞以下兩方面開展基礎與應用研究：
本文通訊作者和作者還包括華東理工大學胡習樂博士，英國巴斯大學 Tony D. James 教授和韓國梨花女子大學 Juyoung Yoon 教授。
Impact Factor: 38.618*
Chair:
Associate Editors:
David Amabilino
University of Nottingham, UK
Louise Berben
University of California Davis, USA
Huw Davies
Emory University, USA
Zhong-Qun Tian
Xiamen University, China
田中群，廈門大學
Editorial Board Members:
Seth Cohen
University of California, San Diego, USA
Jonathan Reid
University of Bristol, UK
Jong Seung Kim
Korea University, Korea
Hiroaki Suga
The University of Tokyo, Japan
Tomás Torres
Universidad Autónoma de Madrid, Spain
Scope
Chem Soc Rev (Chemical Society Reviews) is the Royal Society of Chemistry's flagship reviews journal, publishing high-impact, succinct and reader-friendly articles at the forefront of the chemical sciences. Reviews should be of the very highest quality and international impact. We particularly encourage international and multidisciplinary collaborations among our authors. The majority of reviews will be solicited by members of the editorial board in accordance with editorial policy. However, the editorial office welcomes suggestions for reviews that would be suitable for the journal.
* 2016 Journal Citation Reports ® (Clarivate Analytics,June 2017)
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