完成单位：北京科技大学化学与生物工程学院，北京毅新博创生物科技有限公司

完成人：张学记、董海峰、马庆伟、苏磊、许利苹、许太林、舒桐

成果简介：

本项目结合纳米技术、仿生技术和生物分析化学，从开发、设计和修饰新型功能纳米材料、构建仿生微纳传感界面和发展质谱分析新方法三个方面，从识别模式和检测原理两方面进行创新，发展了一系列简便、高效的生物分析新方法和新策略，对肿瘤miRNA、蛋白质、生物巯基、金属离子等多类生理活性物质实现了高效特异性定量检测，构建了多种集细胞识别、成像及胞内miRNA识别的体系，并利用具有自主知识产权的基于飞行时间质谱分析系统建立了2200种微生物蛋白指纹图谱数据库，有力地推动了生物分析技术的快速发展。

成果与创新点：

1）成果1: 功能纳米探针的肿瘤miRNA检测性新方法及生物医学应用

成果内容及创新点：（1）结合纳米技术和化学生物学技术，创新检测原理和信号放大策略，发展了一系列体外肿瘤核酸片段microRNA的检测新方法；（2）通过生物分子功能化，赋予纳米材料良好的生物相容性和稳定性，构建了多种集细胞识别、成像及胞内miRNA识别的体系，实现对肿瘤细胞内miRNA高效特异性定量检测；（3）探索和构建了基于miRNA生物功能的诊疗体系。

2）成果2：发光纳米金簇的刻蚀化学及其生物传感新方法研究

成果内容及创新点：（1）通过对生物巯基化合物对蛋白保护的纳米金簇化学刻蚀反应的研究，建立了基于金纳米簇的刻蚀反应的生物巯基分析方法；（2）借助化学刻蚀金纳米簇反应除去金核的策略，发现了蛋白保护的纳米金簇合成反应中起还原剂和保护作用的蛋白的酪氨酸残基的氧化产物为发光二酪氨酸，这对于开发纳米金簇的内参型比率传感器奠定了方法学基础；（3）发现了能够刻蚀金(0)的三膦基化合物tris(2-carboxyethyl)phosphine (TCEP)，并建立了基于纳米金簇刻蚀反应的比率型荧光TCEP传感器；（4）将纳米金簇的刻蚀化学与聚集诱导发光效应结合发展了高灵敏的比色型铜离子传感器。

3) 成果3：仿生微纳界面的生物传感新方法研究

成果内容及创新点：（1）利用仿生技术，构建了超浸润传感芯片。研究痕量生物标志物在智能检测界面的浓缩、富集与特异识别，发展了多种核酸检测的快速、灵敏的原位检测方法，设计和制备高灵敏高特异检测智能芯片。（2）设计了一维超亲水传感界面，从而实现廉价、便携、灵敏、高灵敏、高特异性的一维可视化生物传感器的成功制备。（3）开发了自驱动微/纳米颗粒，利用纳米材料具有易表面功能化的特点生物传感界面是生物传感器的重要组成部分，既为生物探针分子提供了一个修饰平台，又为探针与目标物分子、探针与探针之间的生化反应提供了一个相互作用的环境.

4) 成果4：微生物质谱分析新方法及2200种微生物蛋白指纹图谱数据库构建

成果内容及创新点：（1）开发了可高效萃取特征性蛋白的微生物全细胞蛋白组提取试剂和用于微生物质谱鉴定系统单个样本校准的内标试剂；（2）国内首次建立了2200种的微生物蛋白指纹图谱数据库，弥补了国内在该领域的空白。

成果的科学价值、社会经济效益、成果的应用前景：

1). 癌症是威胁人类生命健康的头号杀手，精准的基因分析对提高癌症治愈率和患者生存率的意义重大。该成果围绕核酸杂交微弱信号的提取和放大，设计多种高效的基因探针，可控合成一系列新型功能性纳米材料，发展了多种灵敏度高、选择性好的新型肿瘤microRNA（miRNA）检测新方法，探索了miRNA生物医学功能应用。将有力地推动纳米技术在生物传感器及分析化学领域的应用和发展，对肿瘤标志物的精准诊断有重要的意义。

2) 该成果在纳米金簇的刻蚀化学方面具有重要的理论和方法上的创新，确认了配体蛋白中发光二酪氨酸残基的存在，发展了一系列基于纳米金簇刻蚀化学的传感器、内参比类型的比率传感器以及基于聚集诱导发光效应的比色型传感器，有力地推动了荧光纳米金簇在生物分析化学领域的应用和发展，具有重要的应用价值。

3) 该成果在界面分析传感方面有重要的创新，通过不同的界面功能化，发展了一系列基于界面分析的传感器在生物分析化学领域的应用和发展、可以实现众多分析物同时快速的监测和痕量标志物的聚集富集检测，在生物医学领域具有重要的应用和重要的应用价值。

4) 微生物质谱分析新技术及2200种微生物蛋白指纹图谱数据库的构建，建立了符合国内微生物流行情况的2200种微生物蛋白指纹图谱数据库，掌握了飞行时间质谱系统在微生物鉴定领域的核心技术，该系统的临床鉴定准确率98％以上，达到国际领先水平，目前已在超过40家医院及科研单位开展应用。获得相关专利10余项，软件著作权8项。目前该项目产生直接经济效益累计超过6000万元，多家著名投资公司已对企业累计投资1.5亿元。