AuNPs-Ti3C2Tx 与 ARGET ATRP 双剑合璧：超灵敏检测 HER2 蛋白的电化学新突破

为解决乳腺癌 HER2 蛋白检测难题，研究人员构建基于 AuNPs-Ti3C2Tx 和 ARGET ATRP 的电化学 biosensor。在 1 - 105ng·mL?1范围内，HER2 浓度与信号强度呈良好线性关系，有望用于临床检测。

　　

在当今的医学领域，乳腺癌宛如一颗高悬的 “达摩克利斯之剑”，时刻威胁着女性的健康。它是全球女性中最为常见的恶性肿瘤之一，因其极易发生转移，致死率居高不下，让无数患者及其家庭陷入痛苦的深渊。而在乳腺癌的诊疗过程中，人类表皮生长因子受体 2（HER2）的地位举足轻重。HER2 作为表皮生长因子受体家族的关键成员，是评估乳腺癌患者预后的重要临床诊断标志物。准确检测 HER2 的状态，对于乳腺癌的早期发现、治疗方案的制定以及患者预后的评估都有着至关重要的意义。

目前，检测 HER2 的方法众多，像电化学发光免疫分析（ECLI）、免疫组织化学（IHC）、荧光酶联免疫吸附测定（ELISA）以及荧光原位杂交（FISH）等。然而，这些传统方法或多或少都存在一些弊端。例如，操作流程繁琐、检测时间长，或者对检测环境和设备要求较高等。相比之下，电化学检测方法以其采样简便、耗时短、选择性高等优势崭露头角。但传统的电化学生物传感器在检测痕量目标物质时，由于其目标与信号单元 1:1 的比例关系，灵敏度难以满足日益增长的临床需求，检测的准确性大打折扣。

为了突破这一困境，来自国内的研究人员勇挑重担，开启了一场探索之旅。他们围绕 HER2 蛋白的超灵敏检测这一核心问题，开展了一项极具创新性的研究。研究人员巧妙地将金纳米颗粒修饰的二维碳化物（AuNPs-Ti₃C₂Tx）作为导电基底，结合电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合（ARGET ATRP）这一信号放大策略，构建出一种新型的电化学生物传感器（electrochemical biosensor）。经过不懈努力，他们取得了令人瞩目的成果：在 1 - 10⁵ng·mL^?1的浓度范围内，HER2 浓度与传感器的信号强度呈现出良好的线性关系，检测限更是低至 0.19pg?mL^?1。不仅如此，该方法还展现出良好的选择性和稳定性，即使处于正常人血清的复杂环境中，依然能保持出色的检测性能和强大的抗干扰能力。这一研究成果发表在《Bioelectrochemistry》杂志上，为乳腺癌的早期精准诊断带来了新的希望。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，通过化学蚀刻法成功制备出 Ti₃C₂Tx，具体操作是将 1g 的 Ti₃AlC₂溶解在含 20mL 10% 氢氟酸（HF）溶液的聚四氟乙烯（PTFE）瓶中，室温连续搅拌 48 小时后，经多次超纯水洗涤、离心，得到单层 Ti₃C₂Tx 分散液。接着，利用 AuNPs 对 Ti₃C₂Tx 进行表面修饰，以提升其稳定性和电活性。然后，对氧化石墨烯（GO）进行抗体修饰，作为聚合反应的载体平台。最后，借助 ARGET ATRP 策略，实现大量电活性单体在电极表面的聚集，从而放大检测信号。

下面我们详细来看一下研究结果：

• 生物传感器的构建原理：研究人员精心设计了生物传感器的构建流程。一方面，利用 AuNPs 修饰 Ti₃C₂Tx，增强其稳定性和电活性；另一方面，将修饰后的氧化石墨烯（GO）作为载体平台，为聚合反应提供充足的反应位点。通过抗原适配体和抗原抗体的两次目标识别过程，形成的三明治结构为生物传感器赋予了优异的选择性。
• 检测性能评估：在对 HER2 蛋白的检测实验中，研究人员惊喜地发现，在 1 - 10⁵ng·mL^?1的浓度区间内，HER2 浓度与生物传感器的信号强度呈现出良好的线性关系。并且，该传感器的检测限低至 0.19pg?mL^?1，这意味着它能够检测到极其微量的 HER2 蛋白。
• 选择性和稳定性测试：为了进一步验证生物传感器的性能，研究人员进行了选择性和稳定性测试。结果显示，该方法展现出良好的选择性，能够有效区分 HER2 蛋白与其他干扰物质；同时，其稳定性也十分出色，在不同条件下多次检测，结果依然可靠。
• 复杂环境检测：考虑到实际临床检测的复杂环境，研究人员在正常人血清中对生物传感器进行了测试。令人振奋的是，即使处于这种复杂环境中，生物传感器依然保持着良好的检测性能和强大的抗干扰能力，这为其未来的临床应用奠定了坚实的基础。

在研究结论和讨论部分，研究人员构建的基于 AuNPs-Ti₃C₂Tx 和 ARGET ATRP 的电化学生物传感器，成功实现了对 HER2 蛋白的超灵敏检测。功能化氧化石墨烯（GO）的大比表面积以及 ARGET ATRP 的信号放大作用，极大地增强了生物传感器的信号强度，显著提升了检测性能。这一成果在乳腺癌的早期诊断领域具有广阔的应用前景，有望为临床医生提供更加准确、便捷的检测手段，帮助患者更早地发现病情，及时接受治疗，从而提高乳腺癌患者的生存率和生活质量。同时，该研究也为其他生物标志物的检测提供了新的思路和方法，推动了生物传感器领域的发展。未来，随着研究的不断深入，相信这一技术将不断优化和完善，为人类健康事业做出更大的贡献。