1208分析测试学报

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第30卷

的光学信号来分析和评价细胞的状态和功能。在发光材料中，纳米颗粒具有光学信号稳定、比表

面积大、易修饰生物分子使其具有高度的特异性、响应迅速等优点。结合多种光学检测技术，光学细胞传感器已成为细胞研究的一种有效工具，为癌细胞的研究提供了一种新的思路。

1基于纳米粒子的光学细胞传感器在癌细胞研究中的应用

癌细胞是一种恶性生长的细胞，其膜表面过量表达受体、抗原分子，并会在代谢或治疗过程分泌一些特殊的酶来促进或抑制癌细胞的生长和迁移。此外，癌细胞内活性氧、谷胱甘肽、pH值等生理条件的变化，对维持其微环境中的新陈代谢平衡也起到了重要作用。因此，将癌细胞中标志性分子作为研究对象，通过细胞传感器定量分析细胞生物功能的变化，对疾病的诊断和治疗具有重要意义。例如：为研究癌细胞表面抗原的变化，采用抗体分子功能化的光学纳米粒子作为光学探针，利用抗原－抗体特异性识别，将探针固定在传感细胞界面作为信号源，通过光学探针信号检测抗原分子的变化，并用于癌细胞的成像和检测。这在基础研究、疾病的诊断、监测及治疗过程方面均极具挑战性，成为细胞

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传感器研究的一个重要方向。以下主要介绍基于纳米粒子的光学细胞传感器在癌细胞膜表面分子、细胞内酶分子及微环境中活性氧、谷胱甘肽、pH值研究方面的最新进展

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1.1细胞膜表面分子特异性识别对

癌细胞的研究

抗体或配体分子能靶向某些细胞表面

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过量表达的抗原或受体。因抗体－抗原、受体－配体的特异性相互作用，将具有光学性质的生物功能化纳米粒子固定在传感元件细胞的表面，共同构成光学细胞传感界面。这种光学细胞传感界面基于生物分子间的特异性识别作用，具有较高的灵敏度，可用于癌细胞的成像、检测及其功能

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性分子的研究，如图1所示，多功能纳米粒子靶向识别癌细胞表面受体，蓝色内核包有荧光物质和治疗试剂，可用于癌细胞的观察与治疗。

淋巴癌细胞的早期诊断是其治愈的关键。CD3分子大量表达于静息和活化的T细胞表面，与T细胞受体TCR结合参与细胞内信号传导。人T淋巴癌细胞表面过量表达CD3分子可作为细胞传感界面的识别位点，通过生物素和链霉亲和素的相互作用将量子点偶联到CD3抗体分子上，进一步用于标记细胞表面CD3分子，采用荧光法定量检测T淋巴癌细胞。如图2所示，癌细胞个数在40～105范围内与荧光强度呈线性关系，在106个红细胞的共存条件下，该方法仍具有良好的线性关系

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图1多功能纳米粒子靶向识别癌细胞表面受体

Fig.1Multifunctionalnanoparticlestargetedtocancercellmem-branesusingaligandtotumorcellspecificsurfacereceptor［12］

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表面增强拉曼散射光谱是一种新的光

学检测技术，可作为光学细胞传感器的信号源。金、银等贵金属纳米粒子能明显增

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强拉曼信号，Jun等以磁性纳米粒子为核，二氧化硅为壳，并在二氧化硅表面嵌

图2利用量子点间接键合在T细胞表面定量分析淋巴癌细胞Fig.2Quantumdotisindirectlyconjugatedwiththemembrane

ofTcellthroughtheantigen－antibodyreaction［13］

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