课题背景：肿瘤是一种严重危害人类健康的疾病，目前的诊断方法主要依赖于组织活检、影像学和血液检测等，但这些方法存在创伤性大、成本高、敏感性低、特异性差等问题。为了提高肿瘤的早期发现和准确诊断，近年来，肿瘤生物标志物作为一种反映肿瘤发生、发展和转移的分子信号，引起了广泛的关注和研究。肿瘤生物标志物是指在肿瘤细胞或体液中存在或异常表达的分子，如蛋白质、基因、代谢物等。利用肿瘤生物标志物进行肿瘤检测，可以实现无创或微创、快速或实时、灵敏或特异的诊断效果。然而，由于肿瘤生物标志物的含量往往很低，且受到体内外多种因素的干扰，导致其检测难度大，需要采用复杂的前处理和信号放大技术。 为了解决这些问题，近年来，纳米碳点（CDs）作为一种新型的碳基纳米材料，由于其优良的光学性质、低毒性、易制备、易功能化等特点，在生物传感领域显示出巨大的潜力。CDs是指直径小于10 nm的碳纳米颗粒，具有高荧光性、稳定性和生物相容性，可以通过改变碳源或合成方法，实现荧光颜色和强度的调控。利用CDs作为传感器或信号放大器，可以实现对肿瘤生物标志物的灵敏检测，并通过设计信号放大策略（如DNA酶、核酸探针等），提高检测的准确性和灵敏度。
课题简介：本课题旨在开发一种基于CDs的电化学发光（ECL）生物传感器，用于检测肿瘤相关的miRNA-21。miRNA-21是一种在多种肿瘤中过表达的微小RNA分子，具有促进肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭等作用，被认为是一种重要的肿瘤生物标志物。本课题将利用CDs作为ECL信号放大器，通过与miRNA-21特异性结合的DNA探针进行修饰，并结合DNA酶催化反应和核酸探针信号转换策略，实现对miRNA-21的高灵敏度和高选择性检测。
课题内容：
合成并表征具有高ECL性能的CDs，并对其进行表面修饰和功能化；
设计并合成与miRNA-21特异性结合的DNA探针，并与CDs进行修饰；
构建并优化基于CDs-DNA探针复合物的ECL生物传感器，并评估其对miRNA-21的检测性能；
评估ECL生物传感器在体外和体内的生物相容性和安全性；
评估ECL生物传感器在临床样本中对miRNA-21的检测准确性和可靠性。
课题创新点：
利用CDs作为ECL信号放大器，实现对miRNA-21的高灵敏度和高选择性检测，克服了传统荧光或电化学方法的灵敏度低、特异性差等问题；
利用DNA酶催化反应和核酸探针信号转换策略，实现对miRNA-21的信号放大和信号转换，提高了检测的准确性和灵敏度；
利用CDs的低毒性和生物相容性，实现对miRNA-21的无创或微创检测，降低了检测的成本和风险。