随着人们健康意识的提高，对各种疾病的预防、早期发现、诊断与治疗成为人类关注的焦点。因而发展具有高灵敏性、高选择性的生物传感器对于重大疾病的早期诊断和检测指标的定量化具有重要的现实意义。电化学生物传感就是其中最让人们感兴趣的方法之一，它可以很容易地实现对生物样品的高通量定量检测。利用合理设计多功能纳米探针和纳米生物界面而构成的电化学生物传感器，通过优化界面电子转移及生物分子识别过程，可以实现信号放大、检测特异性提高以及多组分检测的生物传感。

南京大学化学化工学院朱俊杰课题组基于分析化学、材料化学、生命科学等学科的发展与综合交叉，在国家重大科学研究计划“生物医学纳米材料对血细胞作用的研究”与国家自然科学基金等资助下，致力于新型纳米材料的合成、功能化生物纳米探针的制备与恶性肿瘤细胞的体外检测的研究，在低丰度循环肿瘤细胞无酶传感（J. Am. Chem. Soc., 2014，136 (6), 2288-2291）（图1,2）, 多通道急性白血病细胞传感（Nanoscale, 2013, 5(21),10360-10368）（图3），细胞表面死亡受体（Anal. Chem., 2013, 85 (11), 5609–5616）和人血清中金属基质蛋白酶（封面文章，Chem. Commun., 2013, 49, 7881-7883）的高灵敏检测等方面取得重要系列研究成果，四篇论文第一作者均为11级博士研究生郑婷婷。

近期该组创新性地发现在没有过氧化氢的存在下，四氧化三铁(Fe₃O₄)磁珠对小分子染料的电化学还原具有好的催化活性；并且其催化信号通过与金属纳米笼(nanocage)的组装得到进一步放大(图1)。在经过多圈电化学循环伏安扫描之后，Fe₃O₄磁珠的形貌、物理结构稳定，并仍然保持很好的催化活性。相比于常用的过氧化物酶/H₂O₂的酶催化体系，Fe₃O₄@nanocage的核壳纳米粒子具有更强的电化学催化稳定性。以乳腺癌细胞系为模型，将这一杂化纳米催化粒子进一步用于循环肿瘤细胞（CTC）的传感（图2），可检测低至4~5个细胞且具有良好的选择性，该项成果为癌症的早期诊断、治疗以及愈后评估提供了帮助。论文近期以通讯形式在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 2288-2291）上发表。

图1 Fe₃O₄@nanocage的制备与表征

图2 Fe₃O₄@nanocage 探针用于CTC 传感

图3 多通道急性白血病细胞传感机理

（来源：南京大学化学化工学院；http://chem.nju.edu.cn/showg.asp?id=1090 ）