肝癌是全球范围内恶性肿瘤之一，占所有癌症相关死亡的8.3%。早期诊断和及时治疗对于提高肝癌患者的治愈率至关重要。血清甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA）是两种重要的肝癌肿瘤标志物。临床上常用的AFP和CEA检测方法是ELISA，但其灵敏度较低、操作复杂且耗时。
上海大学与约翰霍普金斯大学的联合研究团队开发一种基于荧光RNA适配体的滚环转录（FRA-RCT）技术，用于同时检测肝癌生物标志物AFP和CEA，有望在临床实践中实现肝癌的早期诊断和精准治疗（参考文献1）。该方法的优势包括：
高灵敏度与特异性：FRA-RCT技术能够同时检测AFP和CEA，检测限低至1.104 pg/mL和1.22 pg/mL，比传统ELISA方法更灵敏。
无标记检测：无需使用传统的多标记探针，减少了复杂性和成本。
临床应用潜力：成功区分肝癌患者和健康对照组的血清样本，适用于现场快速检测（POCT）。
便携性与高通量：结合3D打印技术开发的便携式芯片，可实现多目标的现场快速检测。
下图说明了荧光RNA适配体的滚环转录（FRA-RCT）技术检测甲胎蛋白和癌胚抗原的设计原理。
1.适配体探针（A-probe）包含AFP适配体（红色）和CEA适配体（蓝色），分别用于特异性识别AFP和CEA。两个适配体之间通过腺嘌呤核苷酸（紫色）作为连接链。
2.将A-probe与目标蛋白（AFP和/或CEA）在37°C下孵育2小时，使A-probe与目标蛋白结合。
3.将触发链（T-probe）加入到反应体系中，与A-probe的互补序列结合。
4.将垫锁探针（Padlock Probe）加入到反应体系中，垫锁探针的两端序列与触发链互补。
5.将垫锁探针（Padlock Probe）加入到反应体系中，垫锁探针的两端序列与触发链互补。
6.将垫锁探针（Padlock Probe）加入到反应体系中，垫锁探针的两端序列与触发链互补。
7.将垫锁探针（Padlock Probe）加入到反应体系中，垫锁探针的两端序列与触发链互补。
8.荧光成像检测DFHBI和MG结合后的荧光信号。荧光信号的强度与AFP和CEA的浓度成正比，通过标准曲线可以定量分析AFP和CEA的浓度。
通过检测实际临床样本，证明FRA-RCT技术能够准确检测AFP和CEA的浓度，并区分肝癌患者和健康个体。FRA-RCT技术的检测结果与ELISA方法的结果一致，证明了其准确性和可靠性。
研究团队进一步将FRA-RCT技术结合3D芯片打印，用于现场快速检测（POCT）肝癌生物标志物AFP和CEA。使用3D打印技术制造的6×8孔透明芯片，每个样本孔的尺寸为5×5×2mm，配备紧密的盖子，防止外部污染。
通过3D打印技术制造的芯片，实现了AFP和CEA的现场快速检测，具有便携性和高通量的特点。芯片检测的检测限低至4.28pg/mL（AFP）和4.13pg/mL（CEA），表现出高灵敏度和特异性。能够有效区分健康和肝癌血清样本，检测结果与ELISA方法一致，验证了其在临床应用中的潜力。
荧光成像：使用Bio-Rad ChemiDoc MP成像系统获取芯片的荧光图像。实验中，将含有不同浓度AFP和CEA的血清样本加入芯片，经过FRA-RCT反应后，通过成像系统观察荧光变化。
荧光强度分析：使用ImageJ软件分析每个样本孔的平均荧光强度（MFI），并绘制浓度与荧光强度的线性关系。
ChemiDoc MP系统出色的灵敏度、优异的荧光成像功能为检测低浓度标志物提供了精准可视化支持。该系统不仅具有冷CCD感光元件、独特的定焦镜头，其内部也加入了降低荧光背景的特殊涂层，大大提升了荧光成像效果。
Bio-Rad ChemiDoc MP全能型成像系统具有独特的五通道荧光，波长覆盖从蓝、绿、红到近红外，具备完整的分子成像功能，如核酸凝胶成像、蛋白凝胶成像、Western Blot化学发光成像、WesternBlot多色荧光成像、红外荧光成像及免染成像，甚至具备切胶功能。ChemiDoc MP系统搭载了创新的CCD芯片及光学定焦镜头，保证了成像所必需的灵敏度与分辨率。
图片来源：DOI: 10.1038/s41467-022-29065-2
