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急性心肌梗死危害大，早期诊断至关重要，现有检测方法存在局限。研究人员构建非酶比率荧光生物传感平台检测 cTnI。该平台灵敏度高，为急性心血管事件诊断、医疗监测等提供新框架。
在医学领域，急性心肌梗死（AMI）如同潜藏在人体中的 “定时炸弹”，时刻威胁着人们的生命健康。AMI 是由冠状动脉急性持续性缺血缺氧导致的心肌坏死，患者常伴有急性胸痛，还可能出现心律失常、心力衰竭、休克等症状，出院后 90 天内死亡率和再入院风险高，已然成为严峻的公共卫生问题。目前，临床诊断 AMI 常依赖心电图（ECG），然而这种方法存在明显缺陷。它需要大型仪器，且仅考虑人体表面电特性，在心肌损伤早期，心电图可能无异常表现，误诊率较高。
大量研究表明，当心脏组织因缺氧出现炎症或损伤时，血液中心脏生物标志物浓度会发生变化，检测这些标志物浓度有助于判断 AMI 风险。其中，心肌肌钙蛋白 I（cTnI）与心肌损伤阶段密切相关，对判断心肌状态具有高度特异性，是诊断和排除 AMI 的首选血清生物标志物 。因此，准确检测生物体液（如血液、唾液、间质液）中的 cTnI 浓度，对疾病的早期诊断、治疗和医学预后意义重大。
虽然生物分析技术不断发展，多种分析技术已应用于蛋白质生物标志物检测，但实际应用中仍困难重重。例如，三明治免疫分析、表面增强拉曼光谱、分子免疫印迹等技术，操作繁琐，需多次洗涤，不适合大规模生产。近年来，基于 DNA 探针的比率荧光分析方法兴起，不过现有的 cTnI 比率荧光传感技术问题不少。多数比率探针结构复杂，合成步骤多，限制大规模生产；分析灵敏度有限，信号响应模式依赖 “一对一” 关系，难以满足临床需求；核酸酶消化和非特异性蛋白结合易产生假阳性信号；复杂设计、合成、光漂白及高成本等因素，也阻碍了其实际应用。
为解决这些难题，来自未知研究机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》杂志上。研究人员构建了一个非酶比率荧光生物传感平台，利用动态核酸循环和链置换的协同效应，实现对 cTnI 的高灵敏检测。
研究人员采用的主要关键技术方法有：一是利用链置换和核酸链循环原理，设计特异性核酸探针 X；二是运用比率荧光检测法，通过双发射通道校正系统误差；三是借助空间位阻修饰和能垒优化开发自驱动分子开关，确保检测灵敏度。
在研究结果部分：
- 比率荧光检测机制：该检测系统通过适配体特异性识别和协同链置换反应的双响应机制，实现对 cTnI 的超灵敏检测。核心设计包含两个级联分子响应模块，即适配体介导的靶标识别和竞争释放，以及通过链置换反应对初始靶标识别事件进行指数级放大。
- 检测性能：实验显示，该方法对实际血清样本中的 cTnI 检测灵敏度高达 0.001 ng/mL，线性检测范围为 0.001 ng/mL - 1000 ng/mL，展现出高灵敏度和宽线性检测范围的优势。
- 模拟分析：通过精确模拟计算和多维表征分析，记录模拟过程的快照，揭示了模拟过程中系统能量的变化情况。
研究结论表明，该研究巧妙结合无酶扩增技术和核酸链循环，实现了超加和效应，显著提高了光传感器的灵敏度。该传感器在针对 cTnI 的荧光检测中，展现出卓越的空间特异性和高灵敏度。此研究具有重要意义：构建了全新的分子检测框架，有望用于急性心血管事件的快速床边诊断、战场医疗监测和院前急救决策，为相关领域的发展提供了新方向和新方法，推动了生命科学和健康医学领域在心血管疾病检测方面的进步 。
