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为解决癌症早期诊断问题，研究人员开展基于电化学表面等离子体共振（ESPR）生物传感器检测肝癌标志物甲胎蛋白（AFP）的研究，采用三种偶联策略，发现 EDA/GA 策略灵敏度最高，EDC/NHS 策略线性范围广，该研究为临床分析提供策略选择。
癌症的早期发现与治疗效果及患者生存质量密切相关，而精准检测癌症生物标志物是实现早期诊断的关键。甲胎蛋白（α-fetoprotein，AFP）作为肝癌的重要标志物，其高效检测在临床应用中具有重要意义。传统检测方法如酶联免疫吸附试验（ELISA）虽被广泛使用，但在灵敏度、实时监测能力等方面存在一定局限。随着生物传感技术的发展，如何开发更高效、便捷的 AFP 检测手段成为研究热点。
在此背景下，来自巴巴原子研究中心（Chemistry Division, Bhabha Atomic Research Centre）和霍米巴巴国家研究所（Homi Bhabha National Institute）的研究人员开展了相关研究，旨在通过优化生物传感器的构建策略，提升 AFP 检测的性能。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为癌症生物标志物的检测提供了新的思路和方法。
研究人员主要采用了电化学表面等离子体共振（Electrochemical Surface Plasmon Resonance，ESPR）技术，并结合三种不同的偶联策略构建生物传感器。具体包括：1 - 乙基 - 3-（3 - 二甲基氨基丙基）碳二亚胺 / N - 羟基琥珀酰亚胺（EDC/NHS）策略、乙二胺 / 戊二醛（EDA/GA）策略和聚苯胺 / 戊二醛（PANI/GA）策略。通过将 AFP 抗体固定在镀金玻璃传感器盘上，利用 SPR 和电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscopy，EIS）对传感器的性能进行评估，并在人体血清样本中验证了传感器的检测能力。
研究结果
不同偶联策略的传感器性能比较
通过 SPR 信号监测发现，三种偶联策略在抗体固定效率和传感器性能上表现出显著差异。其中，EDA/GA 策略的 SPR 角位移最大（650 m°），表明其抗体固定密度最高，灵敏度达 28°/(ng/ml)，线性范围为 0.5-3 ng/ml，检测限低至 5 pg/ml。EDC/NHS 策略虽灵敏度较低（2.12°/(ng/ml)），但线性范围更广（5–70 ng/ml）。而 PANI/GA 策略因聚苯胺在 670 nm 波长下的吸光特性干扰 SPR 信号，未表现出典型的抗原 - 抗体结合曲线，检测性能较差。
传感器的特异性、重现性及临床样本验证
交叉反应性研究显示，以 BSA 作为干扰物时，传感器信号仅增加 16%，表明其对 AFP 具有良好的特异性。通过制备四个独立传感器检测血清样本中的 AFP 浓度，并与 ELISA 结果对比，两者无显著差异，证实了该传感器的重现性和临床可靠性。
电化学阻抗谱分析
EIS 研究表明，随着传感器修饰步骤的进行（从裸金盘到 MUA 自组装单层、抗体固定及 AFP 结合），阻抗特性发生明显变化。抗体固定后电容显著降低、电阻增加，而 AFP 结合后电容略有上升，电阻变化较小，进一步验证了生物分子相互作用的过程，为传感器的机理研究提供了电化学层面的证据。
研究结论与意义
本研究系统比较了三种偶联策略在 ESPR 生物传感器构建中的性能差异，发现 EDA/GA 策略在灵敏度方面表现最优，EDC/NHS 策略则适用于较宽浓度范围的检测。通过 EIS 与 SPR 的结合，实现了对生物分子相互作用的多维度监测，提升了传感器的可靠性。此外，传感器在人体血清样本中的成功验证，表明其具备临床应用潜力。
该研究不仅为 AFP 的检测提供了新的技术方案，还为生物传感器的设计中偶联策略的选择提供了重要参考，有助于推动 SPR 技术在癌症早期诊断中的实际应用，为开发便携式、高灵敏度的床边检测设备奠定了基础。
