💡这项突破是什么?
中国科学院福建物质结构研究所陈学元研究员团队在稀土发光纳米探针用于癌症标志物检测方面取得新进展。该团队设计并制备了一种石榴状稀土发光纳米探针DMS-CeF3:Tb，实现了对前列腺癌标志物前列腺特异性抗原（PSA）的超灵敏时间分辨光致发光（TRPL）免疫检测，并可用于前列腺癌患者与健康人的血清鉴别。相关成果发表于Science Bulletin2026, 71, 19201。
癌症的早期诊断对于提高患者生存率至关重要。前列腺特异性抗原（PSA）是前列腺癌筛查中最常用的血清肿瘤标志物。然而，传统检测方法如酶联免疫吸附测定（ELISA）灵敏度有限，且易受血清基质自发荧光干扰，难以实现低浓度PSA的精准检测。时间分辨光致发光（TRPL）检测技术利用稀土发光的长寿命特性，可有效消除短寿命背景荧光的干扰，显著提高检测灵敏度与信噪比。因此，开发高性能的稀土TRPL纳米探针对于实现癌症标志物的超灵敏检测具有重要意义。
在该工作中，研究团队通过一步溶剂热法，制备了表面富含羧基的石榴状DMS-CeF3:Tb纳米晶。该纳米晶具有尺寸均一、分散性好、发光性能优异等特点。其表面的羧基可与链霉亲和素（avidin）高效偶联，进而通过生物素（biotin）与抗体连接，构建了用于PSA检测的TRPL免疫传感探针DMS-CeF3:Tb-avidin。基于此探针，团队建立了检测PSA的夹心法TRPL免疫分析新方法。该方法对PSA的检测限低至0.68 pg mL-1，比商业化ELISA试剂盒的灵敏度提高了约294倍。此外，该方法成功应用于18例前列腺癌患者和15例健康人血清样本中PSA的检测，其结果与临床诊断结果高度一致，并可通过裸眼观察探针发光颜色变化初步区分癌症患者与健康人。
该研究发展的石榴状稀土发光纳米探针与超灵敏TRPL免疫检测方法，为癌症等重大疾病的早期诊断提供了新的技术手段。此前，该团队在稀土纳米探针用于生物检测与治疗方面取得系列进展：构建了稀土纳米探针-金纳米棒杂化体系，实现了对耐药细菌的ROS原位监测与光热杀菌（Angew. Chem. Int. Ed.2021, 60, 19201），为抗耐药菌治疗提供了新的方向；利用近红外光响应的上转换纳米复合材料UMOF(Pt)/IR808，实现了高效的光动力抗菌应用（Nano Today2024, 54, 102089）；提出藻酸盐裂解酶-稀土光热协同瓦解生物膜策略，在肺部感染小鼠模型中实现原位诊断、精准治疗与实时疗效评估（ACS Nano2024, 18, 11837）。
图1（a）石榴状DMS-CeF3:Tb纳米探针的制备及其用于癌细胞裸眼鉴别与PSA超灵敏TRPL免疫检测示意图；（b）基于DMS-CeF3:Tb-avidin纳米探针的PSA检测校准曲线；（c）18例前列腺癌患者和15例健康人血清中PSA的检测结果。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.04.060
（陈学元课题组 供稿）
