基于适配体-聚二乙炔纳米脂质体的自加速近红外荧光传感器用于EpCAM快速特异性检测及体内癌症成像

【编辑推荐】针对癌症标志物EpCAM检测中背景干扰高、响应速度慢及体内成像受限等问题，西北工业大学团队开发了基于适配体-PDA纳米脂质体（APN）的NIR荧光传感器。该传感器通过EpCAM与阳离子PDA的多重相互作用实现信号自加速，可在数分钟内完成高灵敏度检测，并成功应用于乳腺癌患者病理切片鉴别及小鼠肿瘤模型体内成像，为癌症早期诊断提供了新策略。

　　

癌症是全球公共卫生的重大挑战，早期诊断对提高患者生存率至关重要。然而，现有检测技术如ELISA和免疫组化存在操作繁琐、耗时长等问题，而电化学传感器虽成本低却难以实现体内实时成像。上皮细胞粘附分子（EpCAM）作为上皮源性癌症的关键标志物，其快速精准检测对癌症诊疗具有重要意义。

西北工业大学的研究团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表研究，开发了一种基于适配体偶联聚二乙炔（PDA）纳米脂质体（APN）的荧光传感器。该系统通过EpCAM与阳离子PDA纳米脂质体的静电相互作用产生自加速效应，使检测时间缩短至几分钟，并首次实现EpCAM的体内近红外（NIR）荧光成像。

关键技术包括：1）优化PCDA-AID/PCDA-EDEA单体比例构建稳定纳米脂质体；2）利用Cy5标记的SYL3C适配体实现靶向识别；3）通过254 nm紫外光诱导PDA聚合实现荧光淬灭-激活转换；4）采用乳腺癌患者病理切片和小鼠异种移植模型验证临床适用性。

【材料与表征】
研究选用经1-(3-氨基丙基)咪唑（AID）和2,2'-(乙二氧基)双乙胺（EDEA）修饰的二乙炔单体，通过自组装形成带正电的纳米脂质体。动态光散射显示优化后的APN粒径为120±15 nm，Zeta电位+35 mV，具备良好稳定性。

【APN传感器构建】
紫外聚合后的PDA骨架通过能量转移淬灭Cy5荧光，当EpCAM存在时，适配体特异性结合导致其从脂质体解离，荧光恢复。实验证实该过程受EpCAM与PDA的静电相互作用加速，检测限达0.1 ng/mL。

【结论】
APN传感器成功实现：1）10分钟内完成EpCAM检测；2）乳腺癌细胞表面EpCAM原位成像；3）小鼠肿瘤模型72小时持续NIR成像；4）临床样本癌变区域精准区分。该研究为癌症诊断提供了兼具速度、灵敏度与成像深度的新平台。

讨论部分强调，这种非共价偶联策略可推广至其他疾病标志物检测。通讯作者Huiyun Xu指出，APN的自加速效应源于EpCAM的碱性氨基酸残基与PDA的协同作用，这种设计突破了传统适配体传感器响应慢的局限。研究获国家自然科学基金（32471510）等支持，第一作者Siri Bai专注于PDA生物传感器的开发。