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肺癌发病率和死亡率居高不下，早期诊断至关重要。研究人员制备基于自组装 Cu/CuXO-hBNNS 的纳米杂化复合材料（NHC）用于 CEA 检测。该纳米生物传感器检测限低至 3.22 pg/mL，在人血清检测中表现优异，为肺癌早期诊断提供新途径。
肺癌，这个隐匿在暗处的健康杀手，近年来愈发猖獗。在过去十年间，全球新确诊的肺癌病例近乎 250 万，死亡人数超过 180 万，这意味着每 100 个癌症患者中，约 12 个是肺癌患者，而每 100 个因癌症离世的人中，就有近 19 人被肺癌夺走生命 。其中，非小细胞肺癌（NSCLC）占肺癌病例的 85%，因其预后较差，5 年总生存率仅约 17.4%，严重威胁着人们的生命健康。遗传、环境毒素以及不良生活方式等多种因素交织，共同推动着 NSCLC 在全球范围内的肆虐。
在这场与肺癌的斗争中，早期诊断成为了关键的 “胜负手”。通过检测血清肿瘤标志物来实现早期诊断，进而提高患者生存率，是医学研究的重要方向。癌胚抗原（CEA）作为 NSCLC 的关键生物标志物，血液中 CEA 水平升高（>5 ng/mL）对早期诊断意义重大，能反映肿瘤的发生、发展、严重程度及复发风险。然而，现有的检测方法存在诸多问题。例如，光电化学传感机制受多种因素影响，检测结果的重复性和准确性欠佳；Pt/Zn-TCPP 纳米酶基压力 - 温度生物传感器校准复杂，存在传感模式串扰等问题；传统的光电化学和荧光检测技术，在检测复杂生物样本中的低水平生物分子时，易受光学背景干扰。
为了突破这些困境，来自国内的研究人员踏上了探索之旅。他们致力于开发一种新型电化学纳米生物传感器，用于高灵敏度、无标记地检测 CEA 生物标志物。这项研究成果发表在《Bioelectrochemistry》杂志上，为肺癌早期诊断带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。在材料合成方面，运用一步多元醇法制备蒲公英状的 CuXO 纳米花；利用水热技术合成自组装的 Cu/CuXO-hBNNS 纳米杂化复合材料（NHC），该方法能在相对较低温度下制备出稳定、高纯度、结晶性好、功能化且可扩展的材料。在检测和分析过程中，借助 X 射线衍射光谱（XRD）研究样品的相形成、晶体结构等；通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和电化学技术监测免疫电极的制备和性能优化 。血清样本来源于全印度医学科学研究所（All India Institute of Medical Sciences，AIIMS）。
下面让我们深入了解一下研究结果：
- 材料的合成与表征：研究人员通过精确的一步多元醇法成功制备出蒲公英状的 CuXO 纳米花，又利用水热技术合成了自组装的 Cu/CuXO-hBNNS NHC。XRD 分析对合成的 CuXO、hBNNS 和 Cu/CuXO-hBNNS NHC 进行了全面研究，详细揭示了材料的相形成、晶体结构、晶粒尺寸和层间距等信息，为后续研究奠定了坚实基础。
- 免疫电极的优化：研究人员系统地分析了抗体孵育时间、电解质 pH 等因素对免疫电极效能的影响。通过 FTIR 和电化学技术进行对照研究，发现 Cu/CuXO 与 hBNNS 结合后，电极表面化学性质显著改善。与裸 hBNNS 相比，循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）响应分别提高了约 74% 和约 31%，扩散系数增加了 3 倍 。
- 生物传感器的检测性能：以 [Fe (CN6)3?/4-] 为氧化还原探针，BSA/Anti-CEA/Cu/CuXO-hBNNS/ITO 纳米生物传感器展现出卓越的检测性能，能够检测 0 - 50 ng/mL 的 CEA 浓度，检测限低至 3.22 pg/mL（R2 = 0.99998）。
- 临床评估：在临床评估中，该纳米生物传感器表现出色。经 ELISA 测试验证，它在人血清检测中具有超长的保质期、极低的交叉反应性和极高的回收率，有力地证明了其在实际临床检测中的有效性。
综合研究结论和讨论部分，这项研究成功制备了基于自组装 3D Cu/CuXO 纳米花修饰 hBNNS 纳米片的新型金属 - 半导体纳米杂化复合材料，用于早期有效检测 CEA 生物标志物。所开发的 Cu/CuXO-hBNNS NHC 基免疫传感器性能卓越，检测限极低，超越了其他基于金属和半导体的分析平台，同时具备高化学稳定性和低成本的优势。这一成果为肺癌早期诊断提供了一种准确、可靠且经济高效的检测方法，有望在临床实践中得到广泛应用，为众多肺癌患者带来新的曙光，在生命科学和健康医学领域具有重要的意义和价值。
