乳腺癌干细胞是第一种在实体肿瘤中发现的肿瘤干细胞,与肿瘤的发生、发展密切相关。目前,细胞粘附因子CD44是公认度最高、研究最为广泛的乳腺癌干细胞表面标志物。近年来,多肽以其功能的多样性、良好的生物相容性以及灵活的结构设计等优势在生物传感器构建研究方面应用越来越广泛。其中,结合功能性多肽与纳米材料优势发展而来的多肽纳米探针在生物传感以及相关的生物医学应用中备受关注。同时,电化学分析技术由于灵敏度高、操作简便、低成本等优势在生物分析中表现出良好的应用潜力。因此,本论文借助多肽纳米探针和电化学分析技术的优势提出了乳腺癌干细胞表面标志物的电化学检测新方法。具体内容如下:1.纳米复合物自组装及乳腺癌干细胞表面标志物电化学分析肿瘤干细胞被认为是癌症发生和转移的根源,而细胞表面标志物的分析对肿瘤干细胞的鉴定以及相关肿瘤的治疗起着至关重要的作用。在本章中,我们设计了一种基于自组装超分子纳米复合物的信号放大策略,并将其成功地应用于生物标志物CD44的电化学检测以及CD44阳性细胞的鉴定。CD44识别多肽首先可以通过末端巯基修饰于金电极表面,而丙氨酸二肽自组装形成的金纳米超分子纳米复合物可以通过葫芦[8]脲辅助的主客体识别作用与电极表面的多肽连接在一起。当CD44存在时,CD44与识别多肽结合会产生空间位阻,并因此抑制胰蛋白酶的切割反应,使得多肽被完整的保留下来。之后,完整的多肽借助主-客作用与超分子纳米复合物结合,产生明显的电化学信号。我们所提出的方法具有较好的特异性和敏感性以及较宽线性范围,CD44蛋白检测限为2.17 pg/mL,CD44阳性细胞的检测限为8 cells/mL。因此,该研究具有较好的临床应用潜能。2.多功能纳米纤维的构建及乳腺癌干细胞电化学分析在本章中,我们设计了一段多功能多肽探针,其包括用于信号标记的叠氮基团、指导纳米纤维形成的自组装序列及用于目标识别的CD44结合序列。多肽探针可利用自身含有的自组装序列自发形成纳米纤维聚集结构。当CD44阳性的BCSCs被固定在电极表面的核仁素适体AS1411捕获后,细胞表面过表达的CD44蛋白选择性地结合含有CD44识别序列的多肽纳米纤维。随后,纳米纤维表面大量的叠氮基团可与银纳米颗粒表面的二苯基环辛炔(DBCO)通过点击化学反应连接至电极表面,产生显著放大的电化学信号。实验结果表明,本研究建立的电化学检测方法高效、可行,线性范围宽且灵敏度高,细胞检测限为6 cells/mL。同时,本方法具有较好的选择性,即使在复杂样本环境中也能有效区分靶细胞和对照细胞。因此,本研究不仅有助于为乳腺癌的临床诊治提供有效的靶标检测,而且可以为可能发生的癌症复发和远处转移提供判断依据,改善乳腺癌的治疗现状。