研制便携式癌症生物标志物检测平台对疾病诊断具有重要意义。在此基础上，构建了一种用于癌胚抗原(CEA)敏感检测的集成微流控电化学平台。该集成传感平台主要由人字型微流控芯片和电化学感应传感器两部分组成。该电化学感应传感器是基于一种新型的MXene复合纳米材料，由MXene纳米片和功能化碳纳米管组装而成，具有优越的信号放大性能。在适配传感器上方引入人字骨嵌入芯片，产生局部混合流，增强目标分子与传感界面之间的相互作用，并通过数值分析进行验证。基于这些设计，可以在一个集成的平台上实现进样、高效富集、特异性捕获、灵敏检测的全过程，方便用户进行测试。该检测平台在1-10*106 pg/mL的动态范围内检测限为2.88 pg/mL，具有良好的检测性能。此外，还可用于血清CEA的精确测定，在疾病诊断中具有良好的应用前景。
图1 微流控电化学平台原理图及其在CEA富集、捕获和检测中的应用。
图2。(a) He@CCNT/Ti3C2的制备过程及(b)微流控电化学平台的组成示意图。
图3 (a) Ti3C2纳米片和(b) He@CCNT/Ti3C2的FESEM图像。(c) He@CCNT/Ti3C2的高分辨率FESEM图像。(d) He@CCNT/Ti3C2组件原理图。(e) Ti3C2纳米片和(f) He@CCNT/Ti3C2纳米片的透射电镜图像。(g) He@CCNT/Ti3C2的EDS元素分析。
图4。(a)血红素、CCNT、He@CCNT的紫外可见光谱。(b)血红素，He@CCNT, He@CCNT/Ti3C2的红外光谱。He@CCNT/Ti3C2的XPS谱:(c)测量，(d) C 1s， (e) O 1s， (f) Ti 2p。
图5。(a) SPCE的EIS图。(b) BSA/He@CCNT/Ti3C2/SPCE平台的DPV响应 (C) CEA捕获前后电子转移示意图。
图6。(a)人字骨结构的显微镜图像。(b)人字形结构内部的流线分布。(c)数值分析得到的线速度。
图7 (a) DPV响应和(b)峰值电流与不同浓度CEA之间的校准曲线。插图显示了相应的标准曲线。(c)检测平台对100 ng/mL CEA, 2 μg/mL干扰物(HSA, IgG, Glu)及其混合物的选择性(n = 3, N.S. p > 0.05和***p < 0.001)。(d) 5个芯片检CEA的重复性(100 ng/mL)。
相关科研成果由重庆大学Danqun Huo和Changjun Hou等人于2021年发表在ACS Sustainable Chemistry & Engineering (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.1c03597.)上。原文：Functionalized Carbon Nanotube-Decorated MXene Nanosheet- Enabled Microfluidic Electrochemical Aptasensor for Carcinoembryonic Antigen Determination。
霍丹群 工学博士，
重庆大学生物工程学院教授，博士生导师，博士后合作导师，历任重庆大学教务处副处长、生物工程学院副院长
【学术组织任职】教育部高等学校生物技术、生物工程类专业教学指导委员会委员（前食品科学与工程专业教学指导委员会委员），四川省普通本科高校教学指导委员会委员；重庆市科技特派员；国家固态酿造工程技术研究中心工程技术委员会委员，血管植入物开发国家地方联合工程实验室委员会委员；生物学杂志/食品安全质量检测学报/生物加工过程等杂志编委；重庆市“巴渝学者”特聘教授，重庆市学术技术带头人；中国生物医学工程学会高级会员,中国生物技术学会高级会员，重庆市生物医学工程学会理事，重庆市食品安全促进会理事；科技部国家高科技计划“863”项目评审专家，中组部计划评审专家，国家自然基金项目评审专家，博士后基金评审专家，福建省、四川省、山东省、广东省、广西省及重庆市等科技计划项目评审专家，国家科技奖及其地方科技奖评审专家。
【个人简介】
2004年毕业于重庆大学获生物医学工程专业博士学位，重庆市“巴渝学者”特聘教授，重庆市学术技术带头人。主持与参与科技部国家支撑计划、国家高科技计划“863”、国家工程中心平台建设项目等5项，负责国家自然科学基金项目3项，博士后基金、重庆市科委、四川省科技厅等省部级项目8项，重庆市研究生人才培养基地建设，重庆市“生物工程”一流本科专业建设等，先后获得重庆市科学技术奖自然科学二等奖，吴文俊人工智能科学技术奖自然科学二等奖、中国轻工联合会科学技术一等奖、重庆市产学研创新成果一等奖、重庆市教学成果一等奖及三等奖，指导本科生参加全国竞赛获一等、二等奖多项，指导研究生参加挑战杯获得重庆市金奖，获“互联网+”大学生创新创业青年红色筑梦之旅优秀指导教师等。在Biosensors and Bioelectronics; Small; ACS Sensors等SCI期刊发表论文150余篇，被他引2000余次，相关成果被被美国科学促进会(《Science》杂志的主办方)、美国物理化学会等高亮报道，同时被新浪、网易、腾讯、人民网、环球网等媒体高亮报导。获权发明专利授权40余项（其中已转化应用8项），参加National Spring Meeting of the American-Chemical-Society (ACS)、Annual Conference of the Chinese-Society-of-Micro-Nano-Technology等国际学术会议。主讲《生化工程》、《发酵工程及工艺学》、《微生物资源开发及利用》等本科生、研究生专业课程。
【研究方向】
1. 生物资源开发与利用：高产生物活性的功能微生物、微生态制剂、功能微生物、功能食品发酵机制、环境微生物在废水处理中的应用。
2. 生物检测新技术研究：微生物功能基因，生物活性成分、食品中限制性添加剂等的快速、便捷检测新方法新技术。
3. 纳米生物材料与生物芯片：核酸/免疫技术、miRNA/DNA 材料、生物酶/量子点、纳米金/MOF 等构建生物芯片，基因编辑/生物纳米探针研究与重大疾病相关的细胞代谢新方法，及农兽药残留、重金属离子检测等。
【研究项目】
1. 国家支撑计划项目（科技部），优质高粱高效生产技术研究与示范
2. 国家自然科学基金委（面上项目），基于微流控芯片单细胞活性氧 ROS 传感检测新方法
3. 国家自然科学基金委（面上项目），肺癌标志物无创快速检测：基于卟啉微阵列的指纹识别机制研究
4. 四川省科技支撑计划，优质酿酒专用高粱现代产业链关键技术研究与集成示范
5. 重庆市科委重点项目（民生专项），食品安全农残快速检测系统
【代表性著作】
1. Jing Bao, Danqun Huo, Changjun Hou, etc. Carbon nanomaze for biomolecular detection with zeptomolar sensitivity. Advanced Functional Materials 2020, 2006521. (IF=16.863)
2. Jing Bao, Changjun Hou, Lei Yu, etc. ELP-OPH/BSA/TiO2 nanofibers/c-MWCNTs based biosensor for sensitive and selective determination of p-nitrophenyl substituted organophosphate pesticides in aqueous system, Biosensors and Bioelectronics 2016, 85, 935-942. (IF=10.257)
3. Yuchan Zhang, Liang Su, Dan Manuzzib, Honorio Valdés Espinosadelos Monterosb, Wenzhao Jia, Danqun Huo, Changjun Hou, Lei Yu. Ultrasensitive and selective non-enzymatic glucose detection using copper nanowires. Biosensors and Bioelectronics 2012,31(1): 426-432. (IF=10.257)
4. Xiaolong Chen, Danqun Huo, Faliang Xu, Changjun Hou, etc. A methodology for ultrasensitive detection of sequence-specific DNA or uracil-DNA glycosylase activity. ACS Sensors 2020, 5(6), 1615-1623. (IF=7.333)
5. Xiang Chu, Xiaofeng Wu, Hua Feng, Hengli Zhao, Yan Tan, Liting Wang, Haiying Ran, Liang Yi, Yan Peng, Haipeng Tong, Rui Liu, Wei Bai, Huiwen Shi, Lei Li, Danqun Huo. Coupling Between Interleukin-1R1 and Necrosome Complex Involves in Hemin-Induced Neuronal Necroptosis After Intracranial Hemorrhage. Stroke, 2018;49:2473–2482. (IF= 7.190)
【专利、标准】
1. 一种合成栀子蓝色素的方法，田前冬、侯经洲、霍丹群、马懿、杨蕙菱，中国发明专利：ZL 201710213766.1
2. 加载硅酸锌微球的功能化纤维素膜及用于检测单宁酸的方法，霍丹群、付贝贝、侯长军、李俊杰、杨眉，中国发明专利：ZL201510522146.7
3. 基于微流控芯片培养及检测肺癌细胞的方法，霍丹群、邓艳、郭明遗、侯长军、杨眉、法焕宝、罗小刚，中国发明专利：ZL201510049394.4
4. 一种基于纳米金的功能化试纸膜及用于检测铁离子的方法，霍丹群、汪显峰、郭建峰、李俊杰、侯长军、法焕宝、杨眉，中国发明专利：ZL201510418090.0
5. 一种采用电子舌系统鉴定白酒香型的方法，霍丹群、宋春霞、侯长军、罗小刚，中国发明专利：ZL201310677739.1
招生专业及方向
博士研究生：
1. 纳米生物技术与智能传感，纳米生物材料与生物芯片，生物纳米探针、纳米传感器与生物检测新方法新技术研究。利用核酸/免疫技术、miRNA/DNA 材料、生物酶/量子点、纳米金/MOF 等成具有新功能的纳米生物复合材料构建异性强、灵敏度精、准确率高的微痕量物质辨识生物芯片及技术平台。利用基因编辑技术结合生物纳米探针，研究与重大疾病相关的细胞代谢的新方法与新技术。同时在食品等级评定以及食品安全检测等方面开展研究，在农兽药残留、重金属离子等环境污染物分析检测等方面建立新的检测方法与技术。
2. 生物医学检验检测，分子诊断、生物传感芯片与传感器理论及检测系统的开发与应用，在生物基础信号捕获、放大、识别等方面开展创新研究，并应用于重大疾病无创快速筛查、食品药品安全与质量控制、生物公共安全监测、环境保护等方面。
硕士研究生：
生物医学工程专业：
1.纳米生物技术与智能传感，纳米生物材料与生物芯片，生物纳米探针、纳米传感器与生物检测新方法新技术研究。利用核酸/免疫技术、miRNA/DNA 材料、生物酶/量子点、纳米金/MOF 等成具有新功能的纳米生物复合材料构建异性强、灵敏度精、准确率高的微痕量物质辨识生物芯片及技术平台。利用基因编辑技术结合生物纳米探针，研究与重大疾病相关的细胞代谢的新方法与新技术。同时在食品等级评定以及食品安全检测等方面开展研究，在农兽药残留、重金属离子等环境污染物分析检测等方面建立新的检测方法与技术。
2.生物医学检验检测，分子诊断、生物传感芯片与传感器理论及检测系统的开发与应用，在生物基础信号捕获、放大、识别等方面开展创新研究，并应用于重大疾病无创快速筛查、食品药品安全与质量控制、生物公共安全监测、环境保护等方面。
生物学、生物与医药专业：
1. 生物资源开发与利用：高产生物活性的功能微生物研究，微生物高产天然色素等研究，微生态制剂研究；功能微生物在保健品及食品中的应用；功能食品发酵机制与酿风味；环境微生物在废水处理等环境保护中的应用研究等。
2. 生物检测新技术研究：微生物功能基因的研究；微生物发酵代谢图谱及其相关酶系调控机制；建立蛋白、直支链淀粉、单宁等生物活性成分的快速、便捷检测新方法新技术；食品中限制性添加剂的快速便携检测技术研究等。
3. 纳米生物材料与生物芯片，生物纳米探针、纳米传感器与生物检测新方法新技术研究。利用核酸/免疫技术、miRNA/DNA 材料、生物酶/量子点、纳米金/MOF 等成具有新功能的纳米生物复合材料构建异性强、灵敏度精、准确率高的微痕量物质辨识生物芯片及技术平台。利用基因编辑技术结合生物纳米探针，在生物基础信号捕获、放大、识别等方面开展创新研究，并应用于重大疾病无创快速筛查、食品药品安全与质量控制、生物公共安全监测、环境保护等方面。
侯长军 工学博士
重庆大学生物工程学院教授、博士生导师、博士后合作导师
【学术组织任职】血管植入物开发国家地方联合工程实验室副主任，享受国务院政府特殊津贴专家，国家科技特派员，中国生物医学光子学专业委员会委员，国家固态酿造工程技术研究中心工程技术委员会委员，酿酒生物技术及应用四川省重点实验室技术委员会委员，全国石油和化学工业仪表技术委员会委员,重庆市食品安全标准评委会委员，ICCCP国际会议（2015至今）技术委员会委员, 重庆市学术技术带头人，重庆市科技特派员，重庆市食品安全促进会理事，重庆市工程技术制药和医疗器械专业高级职称评委、Nanomaterials and Nanotechnology杂志编委, Sensors and Actuators report杂志编委，科技部国家重点研发计划、重点专项会评专家、国际合作重点项目会评专家、科技部国家高科技计划“863”项目一审、二审会评专家，国家自然科学基金评审专家，智利国家科学基金评审专家，国务院学位办优博评审专家，国家科技奖评审专家，中国中小企业自主创新技术评审及咨询专家。
【个人简介】
2004年毕业于重庆大学获生物医学工程专业博士学位，2004年-2005年在美国伊利诺伊斯大学（University of Illinois at Urbana-Champaign）从事访问学者研究，2013年在英国杜伦大学（Durham University）作访问学者。主持科技部国家支撑计划、国家“863”、工信部项目等3项，国家自然科学基金项目3项，国家留基委、教育部、重庆市科委、国家质检总局等省部级项目10余项；先后获得重庆市科学技术奖技术发明一等奖、吴文俊人工智能科学技术奖自然科学二等奖、中国轻工联合会科学技术一等奖、重庆市产学研创新成果一等奖、唐立新奖教金优秀科研奖、重庆科协A等优秀奖等。在Nature Nanotechnology; Advanced Function Materials; Small等SCI期刊发表论文200余篇，被他引2000多次，相关成果被被美国科学促进会(《Science》杂志的主办及出版者)、美国化学会等高亮报道，同时被新浪、网易、腾讯、人民网、环球网等媒体高亮报导；出版学术专著2部，获发明专利授权50多项（其中已转化或应用8项），参加National Spring Meeting of the American-Chemical-Society (ACS)、Annual Conference of the Chinese-Society-of-Micro-Nano-Technology、International Conference on Advanced Engineering Materials and Technology等国际学术会议并作报告5次。主讲《药剂学》、《生物医学检验检测》、《发酵工程》、《生物制药》、《生物传感技术》等本科生、研究生专业课程；指导重庆市优秀硕士/博士论文5篇。
【研究方向】
1. 生物医学检验检测：分子诊断、生物传感芯片与传感器理论及检测系统应用，便携式、穿戴式医疗器械。
2. 纳米生物材料与技术：纳米功能材料、纳米探针、纳米传感器与微纳米微球载药体系。
3. 食品安全与健康: 食品制备实时、无损、现场、快速、智能化先进传感检测新方法新技术，农兽残留、生物毒素等检测与健康。
【研究项目】
1. 国家支撑计划项目（科技部），嗅敏式肺癌无创快速筛查检测仪研发
2. 国家自然科学基金委（面上项目），肺癌标志物无创快速可视化传感检测新方法
3. 国家自然科学基金委（面上项目），双功能光信号微阵列传感器构建及痕量农药残留可视化快速检测新方法
4. 国家工信部重点项目，固态法白酒生产数字化车间新模式应用
5. 重庆市科委（前沿基础）项目，基于金属DNA酶农产品中多种重金属特异性同步可视化检测新方法研究
【代表性著作】
1. Time-dependent, protein-directed growth of gold nanoparticles within a single crystal of lysozyme. Hui Wei, Changjun Hou, Ian M. Robertson, Jian-Min Zuo, Yi Lu, etc. Nature Nanotechnology 2011, 6(2), 93-97. ( IF=31.538 )
2. Carbon nanomaze for biomolecular detection with zeptomolar sensitivity. Jing Bao, Danqun Huo, Changjun Hou, etc. Advanced Functional Materials 2020, 2006521. (IF=16.863)
3. Disposable 3D GNAs/AuNPs DNA-circuit strip for miRNAs dynamic quantification. Jing Bao, Huisi Yang, Danqun Huo, Changjun Hou, etc. Small 2020, 16(39) 2001416. (IF=11.459)
4. Terminal deoxynucleotidyl transferase induced activators to unlock the trans-cleavage of CRISPR/Cpf1 (TdT-IU-CRISPR/Cpf 1): An ultra-sensitive biosensor for Dam MTase activity detection. Xiaolong Chen, Gaihua Cao, Danqun Huo, Xiaogang Luo, Changjun Hou, etc. Biosensors and Bioelectronics 2020, 163, 112271. (IF=10.257)
5. An electrochemical DNA biosensor based on nitrogen-doped graphene/Au nanoparticles for human multidrug resistance gene detection, Mei Chen, Changjun Hou, Danqun Huo, etc. Biosensors and Bioelectronics 2016, 85, 684-691. (IF=10.257)
【专利、标准】
1. 一种超敏电化学生物传感器及其制备方法和应用，侯长军、罗阳、霍丹群、包静、邱晓沛、杨慧思，中国发明专利：ZL201911157905.9
2. 一种多菌灵的检测方法, 侯长军、杨奕霞、霍丹群、侯经洲、刘自山，中国发明专利：ZL201810393433.6
3. 一种用于气体分析的可视化阵列芯片及其应用, 侯长军、钟先华、霍丹群、法焕宝、罗小刚、杨眉, 中国发明专利: ZL 201610528719.1
4. 双信号可视化气液双体系检测装置，雷靳灿、侯长军、霍丹群、罗小刚，中国发明专利：ZL 201510738087.7
5. 一种基于纳米金的试纸膜及其用于检测铅离子的方法，侯长军、郭建峰、汪显峰、李俊杰、霍丹群、法焕宝、杨眉，中国发明专利：ZL201510418091.5
【招生专业及方向】
博士研究生：
生物医学工程方向：1. 生物医学检验检测：分子诊断、生物传感芯片与传感器理论及检测系统应用，便携式、穿戴式医疗器械；2. 纳米生物技术与智能传感：纳米功能材料、纳米探针、纳米传感器与微纳米微球载药体系；3. 食品安全与健康：食品制备实时、无损、现场、快速、智能化先进传感检测新方法新技术，农兽残留、生物毒素等检测与健康；
生物学方向：1. 生物传感检测，分子探针；2. 纳米生物技术；3. 食品安全与健康，食品制备实时、无损、现场、快速、智能化先进传感检测新方法新技术，农兽残留、生物毒素等检测与健康。
硕士研究生：
生物医学工程方向：1. 生物医学检验检测：分子诊断、生物传感芯片与传感器理论及检测系统应用，便携式、穿戴式医疗器械；2. 纳米生物技术与智能传感：纳米功能材料、纳米探针、纳米传感器与微纳米微球载药体系；3. 食品安全与健康：食品制备实时、无损、现场、快速、智能化先进传感检测新方法新技术，农兽残留、生物毒素等检测与健康；
生物学、生物与医药方向：1. 生物传感检测，分子探针；2. 纳米生物技术；3. 食品安全与健康，食品制备实时、无损、现场、快速、智能化先进传感检测新方法新技术，农兽残留、生物毒素等检测与健康。
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