基于适配体和MXene-CMCS-Hemin纳米复合材料的无标记电化学适体传感器用于血浆中低密度脂蛋白的即时检测

心血管疾病(CVD)的早期诊断亟需高灵敏度、低成本的生物标志物检测技术。桂林电子科技大学联合解放军联勤保障部队第924医院的研究团队开发了一种基于钛碳化物-羧甲基壳聚糖-血红素(MXene-CMCS-Hemin)纳米复合材料的无标记电化学适体传感器，实现了血浆中低密度脂蛋白(LDL)的快速检测。该传感器通过LDL适配体(LDLApt)特异性识别靶标，利用血红素(Hemin)氧化电流变化实现0.1-4.0 μmol/L范围内的线性检测，检测限达0.095 μmol/L，为CVD的临床诊断提供了新工具。

　　

心血管疾病(CVD)已成为全球健康的重大威胁，其病理基础动脉粥样硬化与低密度脂蛋白(LDL)异常密切相关。LDL作为核心生物标志物，传统检测方法存在成本高、操作复杂等局限。为此，桂林电子科技大学与解放军联勤保障部队第924医院的研究团队在《Bioelectrochemistry》发表论文，开发了一种基于MXene-CMCS-Hemin纳米复合材料的无标记电化学适体传感器。

研究采用电沉积金纳米颗粒(Au NPs)修饰丝网印刷碳电极(SPCE)，通过脱水缩合反应将MXene-CMCS-Hemin纳米复合材料与LDL适配体(LDL_Apt)耦合。当LDL与适配体结合形成LDL-LDL_Apt复合物时，会阻碍电子转移并降低Hemin氧化电流，通过差分脉冲伏安法(DPV)实现定量检测。

材料与方法
研究使用XFNANO公司提供的MXene材料，通过EDC/NHS活化CMCS的羧基与Hemin的氨基反应制备纳米复合材料。采用电沉积法制备Au NPs/SPCE基底，通过静电吸附固定MXene-CMCS-Hemin，最后偶联LDL_Apt构建传感器。实验使用人血清样本（经伦理委员会批准）进行验证。

结果

1. 传感器构建与表征：场发射扫描电镜(FE-SEM)显示MXene呈现典型二维层状结构，CMCS修饰后表面粗糙度增加。X射线光电子能谱(XPS)证实Hemin成功通过酰胺键连接。
2. 电化学性能优化：在pH 7.4的PBS缓冲液中，DPV显示Hemin在-0.35 V处出现明显氧化峰。Au NPs沉积时间优化为120 s时电子转移电阻(R_et)最低。
3. 分析性能：传感器对LDL的线性响应范围为0.1-4.0 μmol/L，检出限0.095 μmol/L，显著优于Friedewald计算法。对HDL、IgG等干扰物的选择性系数均<5%。
4. 实际样本检测：在加标人血清中回收率达93.2%-106.8%，相对标准偏差(RSD)为2.1%-4.9%，与医院检测结果偏差<6.58%。

结论与意义
该研究创新性地将MXene的高导电性、CMCS的生物相容性与Hemin的电化学活性相结合，构建的无标记适体传感器具有三大优势：① 省略传统抗体标记步骤，检测时间缩短至15分钟；② 通过MXene的二维结构提供大量结合位点，灵敏度较文献报道提高3倍；③ 适用于复杂血清环境，为CVD的社区筛查和家庭监测提供了可能。未来通过集成微流控芯片，有望实现真正的床边检测(POCT)。

研究得到广西自然科学基金(2024GXNSFAA010440)等项目支持，Zhide Zhou和Guiyin Li为共同通讯作者。这项工作为纳米材料在体外诊断领域的应用提供了新范式，相关技术已申请发明专利。