基于丝网印刷技术的可植入式微电极用于实体瘤内过氧化氢的原位检测

为解决实体瘤内过氧化氢（H2O2）检测的空间分辨率不足和侵入性难题，研究人员开发了一种基于羧基化多壁碳纳米管（MWCNT）和普鲁士蓝（PB）纳米复合材料的丝网印刷三电极生物传感器。该传感器具有0.47 μM的检测限和双线性检测范围（0.8–3766 μM），在黑色素瘤小鼠模型中成功检测到肿瘤组织内H2O2浓度较正常组织高12-18倍，为肿瘤氧化应激机制研究提供了新工具。

　　

在生命科学和医学领域，过氧化氢（H₂O₂）作为关键的活性氧物种（ROS），既是神经调节分子，又是癌症进展和神经退行性疾病的重要参与者。然而，其超短扩散距离（<1.5 mm）和易被过氧化氢酶降解的特性，使得传统荧光成像和化学发光法难以实现深部肿瘤的原位检测。更棘手的是，现有电极的机械刚性无法适应肿瘤微环境的异质性，而内源性生物分子的干扰又降低了检测特异性。这些技术瓶颈严重阻碍了肿瘤氧化应激梯度研究。

为解决这一难题，国内某高校的研究团队在《Biosensors and Bioelectronics》发表了一项突破性研究。他们通过丝网印刷技术开发出柔性三电极生物传感器，结合羧基化多壁碳纳米管（MWCNT）和普鲁士蓝（PB）的协同效应，实现了实体瘤内H₂O₂的高精度原位检测。该传感器在黑色素瘤小鼠模型中证实肿瘤组织H₂O₂浓度显著高于正常组织12-18倍，为理解肿瘤氧化应激机制提供了新视角。

研究采用三大关键技术：丝网印刷批量制备柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底电极；电沉积法构建MWCNT-PB纳米复合传感界面；通过黑色素瘤小鼠模型（生长周期1周）进行体内验证。

Preparation and characterization
扫描电镜显示MWCNT-PB修饰的电极表面呈现多孔结构，X射线光电子能谱证实Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原对的成功负载。电化学测试表明，该传感器在0.8–1126 μM和1286–3766 μM范围内呈现双线性响应，检测限低至0.47 μM，且对抗坏血酸等干扰物的特异性>95%。

Conclusions
研究证实该传感器能稳定工作30天（信号保留93.2%），在黑色素瘤模型中成功捕捉到肿瘤特异性H₂O₂梯度。但局限性在于仅验证了黑色素瘤模型，未来需拓展至其他癌种并评估长期植入性能。

这项研究的意义在于：首次将丝网印刷的便捷性与MWCNT-PB的催化优势结合，解决了传统电极刚性大、选择性差的问题；通过双线性检测范围覆盖了肿瘤微环境宽浓度H₂O₂（50-100 μM）；为肿瘤诊断和靶向治疗开发提供了新工具。正如研究者指出，该平台有望推动氧化应激相关疾病的精准诊疗发展。