基本信息
- 项目名称：
- 血液中6-巯基嘌呤的电化学检测
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 针对目前临床上个体用药剂量合理化、科学化的问题，本作品提出一种血液中6-巯基嘌呤实时电化学检测的技术，并研制出配套的载样探测片。通过对个体血液中6-巯基嘌呤衰减程度的实时监测，确定合理的用药剂量，以达到提高疗效与减小毒副作用的目的。该技术不需要对血液进行分离，选择性高，灵敏度好，操作简便，成本低廉，利于普及应用。
- 详细介绍：
- 6-巯基嘌呤是一种重要的抗肿瘤药物，临床上主要用于治疗急性白血病和绒毛上皮癌。由于它在血液中的半衰期非常短，浓度变化很不稳定，而且个体间差异非常大，因此临床上通常依据病人体重来用药显然没有个体针对性。然而，6-巯基嘌呤的疗效与其在个体内的浓度有相当大关系，浓度过低无法达到满意的疗效，浓度过高又会产生严重的毒副作用。因此，尽管6-巯基嘌呤应用于癌症的治疗已有50多年，但其用药剂量个体化的问题仍然没有得到解决。可见，对血液中6-巯基嘌呤的浓度进行实时监测，以针对不同个体来选择合适的用药剂量，这对提高疗效和减小药物毒副作用显得相当重要。 目前，现有技术应用于检测血液中6-巯基嘌呤浓度的主要有高效液相色谱法、荧光光谱法、毛细管电泳法、液相色谱-电化学联用技术等。这些技术普遍存在仪器价格昂贵、程序复杂、技术要求较高，而且检测时需对血液进行分离，操作繁琐，选择性较差等不足。 为了更好地解决上述问题，本作品提出一种血液中6-巯基嘌呤实时电化学检测的技术，并研制出配套的载样探测片。通过对个体血液中6-巯基嘌呤衰减程度的实时监测，确定合理的用药剂量，以达到提高疗效与减小毒副作用的目的。该技术不需要对血液进行分离，选择性高，灵敏度好，操作简便，成本低廉，利于普及应用。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 6-巯基嘌呤是一种重要的抗肿瘤药物，临床上主要用于治疗急性白血病和绒毛上皮癌。由于它在血液中半衰期非常短，浓度变化很不稳定，而且个体间差异非常大，因此临床上通常依据病人体重来用药显然没有个体针对性。然而，6-巯基嘌呤的疗效与其在个体内的浓度有相当大关系，浓度过低无法达到满意的疗效，浓度过高又会产生严重的毒副作用。因此，尽管6-巯基嘌呤应用于癌症的治疗已有50多年，但其用药剂量个体化问题仍然没有得到解决。 为了更好地解决上述问题，本发明提出一种可实时监控血液中6-巯基嘌呤浓度的电化学方法，并研制了配套的载样探测片。通过对个体血液中6-巯基嘌呤衰减程度的实时监测，确定合理的用药剂量，以达到提高疗效与减小毒副作用的目的。 为了达到上述目的，我们开展了如下几方面的研究：（1）介入碳纳米管材料，研究多吡啶钴配合物与6-巯基嘌呤间的相互作用，并探讨了两者作用的机理。（2）在上述基础上，进一步研究两者在血液中作用的动力学，以发展一种高效简便的电化学方法以实现血液中6-巯基嘌呤浓度的检测；（3）研制配套的载样探测片，以完成上述检测。 本发明的创新点在于针对目前临床上个体用药剂量合理化的问题，提出一种血液中6-巯基嘌呤实时电化学检测的技术；本发明的另一个创新点在于检测装置不但成本低廉、试剂耗量少、操作简便而且携带方便，可以普及到家庭用户使用。具体见附加材料提供的查新报告。 本发明的技术选择性高，灵敏度好，检出限低，可达到10-8 mol•L-1。
科学性、先进性
- 本作品制备了多吡啶钴配合物/功能化碳纳米管修饰电极，首次研究了多壁碳纳米管修饰电极上多吡啶钴配合物与6-取代嘌呤的相互作用，并据此对兔血中6-巯基嘌呤的浓度进行检测，研制了配套的载样探测片，申请发明专利一项。具体见附加材料中的专利附件和论文文档中的论文附件。 目前，现有技术应用于检测血液中6-巯基嘌呤浓度的主要有高效液相色谱法、荧光光谱法、毛细管电泳法、液相色谱-电化学联用技术等。这些技术仪器价格昂贵，程序复杂，技术要求高，而且检测时需对血液进行分离，操作繁琐，选择性差。 与现有技术相比，本作品具有如下实质性技术特点和显著进步：（1）可对血液中6-巯基嘌呤浓度进行实时监测；（2）方法选择性高，灵敏度好，检出限低，可达10-8 mol•L-1，结果可靠；（3）检测时不需对血液进行分离，技术要求不高，操作简便；（4）检测过程所需试剂对环境友好，耗量少，成本低廉；（5）检测系统体积小，检测不受空间限制，可以普及到家庭用户使用。 参考文献见附加材料中的查新报告。
获奖情况及鉴定结果
- 本人以第一作者在国外影响因子为2.58（2008）的权威期刊《电分析化学》中发表论文1篇（SCI收录），在国内核心刊物如中国化学会主办的《电化学》，中国分析测试协会主办的《分析测试学报》和《分析试验室》等杂志上发表论文7篇，申请发明专利一项（专利申请号：200810199180.5），合作发表论文4篇，正在审稿的论文1篇，具体见附加材料中的专利附件和论文文档中的论文附件。
作品所处阶段
- 在广州市红十字会医院进行试验应用阶段。
技术转让方式
作品可展示的形式
- 本作品可展示实物及相关的图片。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品应用微分脉冲伏安法，依据多吡啶钴（III）配合物及其与6-巯基嘌呤形成复合物的还原电流随6-巯基嘌呤浓度的线性变化关系，实现血液中6-巯基嘌呤的跟踪检测，检出限达到10-8 mol•L-1。这种技术不需要对血液进行分离，选择性高，灵敏度好，操作简便，成本低廉，利于普及应用。具体见论文文档中提供的研究报告。 本作品适用于临床上或家庭中对个体血液中6-巯基嘌呤浓度进行实时检测。 与目前常用的高效液相色谱法相比，本作品资本投入少，仅占高效液相色谱法资本投入的2%；时效性高，检测仅需2～3分钟，而高效液相色谱法则需30分钟以上，可见本作品极大程度地节省了检测时间，并提高了检测效率。此外，本作品技术要求不高，操作简便，而且整个检测系统的体积仅为手掌大小，检测不受空间限制。 潜在经济效益：本作品可推广到其它药物的分析检测技术中。 由此可以预测本作品具有非常广阔的市场，可以带来较大的经济收益，具有很好的发展前景，值得推广使用。
同类课题研究水平概述
- 6-巯基嘌呤作为嘌呤类抗代谢药物，在生物化学、临床化学和药物化学等方面中具有重要的生物学意义。近年来，国内外对6-巯基嘌呤的研究主要集中在以下几个方面： （1）6-巯基嘌呤的检测。目前，现有技术应用于检测血液中6-巯基嘌呤浓度的主要有高效液相色谱法、荧光光谱法、毛细管电泳法、毛细管电泳-激光诱导荧光联用技术、液相色谱-电化学联用技术等，检测的线性范围处于10-9~10-4 mol•L-1。 （2）与药物载体的作用。目前6-巯基嘌呤进入人体主要通过口服或静脉注射的方法。由于6-巯基嘌呤在水中的溶解度很低，而且在血液中的半衰期较短，甚至发生快速衰减。因此无论是口服还是静脉注射，血液中6-巯基嘌呤浓度变化都很不稳定。研究6-巯基嘌呤与药物载体的相互作用对增加药物溶解度, 提高其生物利用度具有深刻意义。 （3）与药物分子或生物分子间的作用。自Rosenberg报道顺铂具有抗肿瘤活性并在临床上得到广泛应用后，过渡金属配合物作为一类新的抗肿瘤药物得到了确认。显然，过渡金属配合物的抗肿瘤谱及其作用机制与核苷类药物有着很大的区别。因此研究过渡金属配合物与6-巯基嘌呤及生物分子，如DNA或蛋白质等的相互作用，对设计与开发高效低毒的新药以及药物作用机理的深入探讨等方面具有十分重要的指导意义。 （4）自组装单分子层的研究。自组装作为超薄层材料制备和表面改性技术在分子识别、分子器件、新型微型传感器、薄膜光学器件以及在表面抗蚀、催化、电子传递等方面极具应用前景。目前, 巯基化合物在金、汞表面的自组装是研究得较为深入的自组装体系。由于6-巯基嘌呤环上的巯基（-SH）可以与Hg、Ag、Au等金属键合形成独特的化学键，从而形成稳定的高度有序的自组装单分子层，因此通过自组装技术将巯基与某些重金属结合，不但可以实现6-巯基嘌呤的分析检测，还可以对环境中某些重金属离子的含量进行分析，此外，对自组装技术的发展也具有十分重要的指导意义。
