癌症转移是患者死亡的主要原因之一。循环肿瘤细胞是从原发肿瘤脱落并进入血液循环的癌细胞，被认为是肿瘤转移的关键“种子”。但在每毫升血液中，循环肿瘤细胞通常只有1至10个，却混在数十亿个正常血细胞中，精准识别与计数难度极高。若能实现对循环肿瘤细胞的高效检测，将有助于更早预警转移风险、评估治疗效果，并为术后精准治疗提供依据。传统循环肿瘤细胞检测多以“上皮细胞黏附分子”为识别标志物，但存在局限：部分肿瘤细胞在转移过程中发生上皮间质转变，有关标志物表达下降，容易造成漏检。针对此难点，江南大学研究团队提出了新的技术路径。周楠迪教授团队以循环肿瘤细胞内异常高表达的miRNA21作为新的检测标志物，结合纳米荧光探针与微流控液滴技术，构建了一种新型生物传感器。该传感器采用基于“AND”逻辑门的探针设计，利用氧化锌与金纳米粒子复合材料作为荧光探针载体，在单细胞水平实现特异性识别并放大荧光信号；微流控液滴技术则将每个细胞封装在独立液滴中，实现单细胞层面的高通量检测与分选。研究团队对传感器性能进行了系统评估。在加标实验中，研究人员分别向血液样品中加入结直肠癌细胞、肝癌细胞和宫颈癌细胞各5个，传感器均能稳定检出全部目标细胞，且荧光信号强度明显高于预设阈值，显示出较高的灵敏度与可靠性。更重要的是，传感器在临床样本验证中表现出良好的应用潜力。研究团队检测了结直肠癌、肝癌、宫颈癌患者及健康对照者的全血样本。结果显示，所有健康对照样本均未检出循环肿瘤细胞，而各类癌症患者样本均检测到循环肿瘤细胞，表明该方法具有较高特异性，可有效区分患者与健康个体。该研究成果已发表于国际学术期刊《生物传感器和生物电子学》。论文第一作者为江南大学生物工程学院2023级博士蔡世欣，论文共同通讯作者为张雨婷副研究员和周楠迪教授。近年来，周楠迪教授团队在核酸适配体筛选优化、分子诊断技术、纳米生物传感器研制等方向持续开展研究，并在多本国际学术期刊发表相关成果，为生物医学诊断技术发展提供了新的思路与方法。
从“在大海里找针”到在单细胞尺度锁定关键“种子”，检测技术的进步正在前移肿瘤监测的时间窗口，影响临床决策；面向生命健康需求，科研创新既要在灵敏度和精度上持续突破，也要在标准化验证与临床可用性上推进，加快将实验室成果转化为可负担、可复制、可推广的诊疗工具，为提升肿瘤防治水平提供更有力的科技支撑。