基于GQD–MnO2纳米复合物的荧光传感新方法实现Bcl-2基因高灵敏检测及其肿瘤诊疗应用

来自多机构的研究人员开发了一种基于石墨烯量子点（GQDs）与二氧化锰（MnO2）纳米复合物的新型荧光检测策略，通过模拟细胞内氧化还原环境，实现了对肿瘤关键基因Bcl-2的高灵敏、高特异性检测。该系统利用催化发夹组装（CHA）反应放大信号，检测限达20.7 pM，为癌症早期诊断与个体化治疗提供了创新技术平台。

　　

研究人员开发了一种基于石墨烯量子点（Graphene Quantum Dots, GQDs）与二氧化锰（MnO₂）纳米复合物的新型荧光检测方法，用于高灵敏度、高特异性监测肿瘤生存与治疗耐药性的关键因子——Bcl-2基因的体外表达。该体系通过还原型谷胱甘肽（GSH）与发夹DNA结构（H1和H2）的相互作用模拟细胞内环境，触发MnO₂纳米片的氧化还原介导崩解，从而释放GQDs并恢复荧光信号。Bcl-2基因的存在可启动催化发夹组装（Catalytic Hairpin Assembly, CHA）反应，显著放大Cy3荧光信号，检测灵敏度达到20.7 pM。实验通过多种DNA序列的对照验证了系统的高特异性和稳定性，并对MnO₂纳米片浓度、GSH水平及发夹H1/H2比例等关键参数进行了优化以提升性能。MnO₂纳米片不仅可淬灭GQD荧光，还作为DNA探针载体，在GSH还原作用下释放探针，模拟细胞内氧化还原状态。CHA反应进一步放大信号，实现了对低浓度靶基因的灵敏检测。该生物传感平台整合了GQDs与MnO₂纳米片的独特性质，为Bcl-2基因表达监测提供了一种实时、灵敏且高选择性的方法，在癌症早期诊断和个性化治疗策略中具有重要应用潜力。