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乳腺癌正成为威胁女性健康的一个重要原因,相关诊断和治疗是生物医学研究中的热点和难点。作为一种高度异质性的肿瘤,其在不同患者之间,甚至同一患者体内不同肿瘤细胞间,都存在着基因型到表型上的差异。为此,如何在诊断时将患者的乳腺癌细胞与正常细胞进行区别,并对其进行基因测序或其他相关生化分析,将对其癌症的发病机理、预测及后期的诊断与治疗都有着重要意义。上述需求激发了人们对乳腺癌细胞相关检测方法的探索。通常来说,在细胞分化或增殖异常等过程中都会出现一些特异性变化,比如肿瘤组织或细胞由于癌基因、抗癌基因或其他肿瘤相关基因及其产物异常表达所产生的抗原和生物活性物质(例如MUC1肿瘤蛋白,细胞内端粒酶等),这类物质被称为肿瘤标志物,它们对肿瘤的监测起着重要作用。另一方面,纳米技术的快速发展为具有高灵敏度检测方法的构建提供了机会,极大推动了分析方法的进步。这些纳米材料通过与特定的分子结合(如成像报告分子、抗原、抗体和适配体等),来实现肿瘤生物标志物的特异性靶向,以提高癌细胞检测的灵敏性和特异性。基于以上背景,本论文以乳腺癌细胞的检测为目标,制备了几种功能纳米粒子并且对其进行修饰后,利用它们各自特性构建了相应检测方法进行乳腺癌细胞分析检测。具体内容如下:1.基于碳纳米球(CNSs)荧光适配体传感器对乳腺癌细胞MCF-7的靶向检测本章内容主要讨论了基于CNSs为传感平台,通过结合MUC1适配体来构建荧光适配体传感器对MCF-7乳腺癌细胞进行靶向检测以达到其与MCF-10A正常乳腺细胞的区分。实验结果显示:(1)作为一种新型荧光猝灭材料,由葡萄糖碳化得到的CNSs不仅具有很高的荧光猝灭效率(98.8%)而且拥有更弱的细胞毒性和更好的分散性;(2)构建的CNSs/P0-FAM适配体传感器可特异性识别并结合MCF-7细胞表面过表达的MUC1蛋白从而高选择性的区分MCF-7细胞与MCF-10A细胞;(3)使用MUC1多肽作为肿瘤抗原MUC1的模拟物,对于细胞外检测MUC1多肽时,多肽浓度在0-6μM范围时产生的荧光恢复几乎呈线性增强,检出限达到25 nM。2.基于PG/CNSs(碳纳米球上沉积金“补丁”)模拟HCR探针对细胞内端粒酶活性的灵敏检测及原位成像本章通过吸附-还原法制备了以CNSs为载体的PG/CNSs(patchy gold-on CNSs)复合纳米材料,然后利用修饰中引入生物分子并结合杂交链反应(HCR)构建了PG/CNSs mimic-HCR探针,对细胞内端粒酶活性进行高灵敏检测。此外,PG/CNSs在近红外波段有良好吸收,具有很好的光热转换能力,作为一种理想的光热试剂,利用其进行MCF-7细胞的光热治疗实验。实验结果显示:(1)虽然PG/CNSs探针可用于监测各种类癌细胞端粒酶活性,但PG/CNSs mimic-HCR探针具有更灵敏的荧光成像能力,能够更灵敏地检测活细胞中的端粒酶活性,尤其是对MCF-7这种端粒酶活性较低的细胞;(2)通过PG/CNSs mimic-HCR探针对细胞内端粒酶活性的检测,可实现正常细胞与癌细胞的区分;(3)PG/CNSs mimic-HCR探针能够通过光热效应烧蚀MCF-7细胞,达到良好的光热治疗效果。3.基于SERS效应在MCF-7细胞检测中的初步探讨本章以种子生长法合成的Au纳米星作为基底,通过引入MUC1适配体与拉曼报告分子对巯基苯甲酸(4-MBA)构建靶向SERS探针以检测及区分MCF-7细胞和MCF-10A细胞。初步实验结果显示:(1)合成的Au纳米星对4-MBA能够产生很强的SERS增强信号;(2)以Au纳米星作为基底构建的靶向SERS探针能够特异性靶向并结合在MCF-7细胞表面,并且在MCF-7细胞表面能检测到SERS增强信号,从而达到MCF-7细胞和MCF-10A细胞的初步区分。