近日，医学影像学院微流控技术与先进材料科研团队在《ACS Sensors》（中科院一区，Top期刊，影响因子8.3）上发表了题为“Ultrasensitive Detection of Extracellular Vesicles Based on Metal-Organic Framework DNA Biobarcodes Triggered G-quadruplex Coupled with Rolling Circle Amplification Assay”的研究论文。医学影像学院医学工程学教研室高彦峰为论文的共同通讯作者，皖南医学院为文章的共同通讯单位。

细胞外囊泡（EVs）是肿瘤细胞分泌的纳米级颗粒，携带蛋白质、核酸等特异性生物标志物，被视为癌症“液体活检”的重要靶标。然而，EVs体积小（50-200 nm）、丰度低且成分复杂，传统检测技术存在灵敏度不足、操作繁琐等局限。针对这一难题，研究团队提出了一种基于锆基金属有机框架（Zr-MOF）与级联信号放大的创新策略。具体而言，研究团队通过Zr-MOF纳米颗粒表面修饰的抗体特异性捕获EVs，并通过磷酸盐触发Zr-MOF的降解释放DNA条形码，将EVs的数量转化为可扩增的核酸信号。随后，释放的DNA条形码激活滚环扩增（RCA）反应，生成重复长链DNA并组装形成G-四链体结构。结合血红素后，这些G-四链体作为类酶催化单元，显著放大检测信号（图1）。该平台支持高灵敏度荧光检测与可视化比色分析，结果可交叉验证，适用于实验室精准检测与基层医疗现场快速筛查。该平台在卵巢癌临床样本的检测中表现优异，对EpCAM、CD24等肿瘤标志物的检测灵敏度高达97%以上，能够在5小时内准确区分患者与健康人群，检测限低至每毫升100个EVs。相比传统的超速离心和微流控方法，这一策略无需复杂设备，成本更低，便于在资源有限的医疗环境中推广应用。

这项研究的成功为肿瘤无创诊断开辟了新路径，具有良好的临床转化潜力，将推动液体活检在肿瘤早期筛查中的普及和应用，为实现肿瘤早发现、早干预提供了有效手段。（高彦峰 /文、图）

图1. 基于MOF-DNA生物条形码与G-四链体/滚环扩增系统的细胞外囊泡检测原理图

原文链接：https://doi.org/10.1021/acssensors.4c03384