基于自由基介导电化学酶联免疫法的雌二醇检测技术：推动即时诊断（POCT）发展

本文推荐一种创新的即时诊断（POCT）平台——自由基介导电化学酶联免疫法（REEA），通过集成纸基微流控技术与手持式场效应晶体管（FET）检测仪，实现了雌二醇（E2）的高灵敏度（检测限146 fg/mL）和低成本（单次检测0.55美元）定量分析。该系统在19–4,551 pg/mL范围内与临床免疫检测结果高度一致（r2=0.963），10分钟内完成检测，为生殖健康、心血管疾病等慢性病管理提供了便携解决方案。

　　

检测平台与REEA工作机制

研究团队开发了一种集成手持式FET读取器（尺寸2.5×4 cm）和纸基免疫检测卡匣的便携系统。其核心创新在于将传统辣根过氧化物酶（HRP）催化的光学信号转化为电化学信号：HRP与卤代酚类底物（如4-氟苯酚FP）反应生成自由基并释放质子，通过FET检测质子浓度变化实现目标物定量。该系统突破了传统光学检测的灵敏度限制（LOD较比色法提升1000倍），且不受样本基质干扰。

关键技术与优化验证

通过筛选14种酚类/苯胺类化合物，发现卤代酚（FP/IP/CP/BP）因反应中释放卤化氢（如HF、HI）而信号最强。密度泛函理论计算证实其质子释放能垒最低。采用金纳米颗粒（AuNP）偶联E₂-HRP增强信号，结合胆碱氧化酶（ChOx）自动化生成H₂O₂，优化后检测限达146 fg/mL（CV<9.2%）。纸基卡匣采用垂直流设计，集成检测区（捕获抗体）、桥接区和信号区（ChOx），成本仅0.55美元/次。

临床验证与应用前景

23例临床血浆样本检测显示，与FDA批准的Cobas e801分析仪结果高度吻合（r²=0.963）。该系统可拓展至其他低丰度标志物检测，如阿尔茨海默病相关tau蛋白、心肌肌钙蛋白等。未来通过整合指尖血分离模块和干化学试剂预存储，有望实现完全家用化。研究团队指出，规模化生产、环境稳定性测试及多标志物联检将是下一步重点。

技术突破与行业意义

REEA平台通过电化学信号转导克服了传统FET的德拜长度（λ_D）限制，无需复杂流体控制即可直接检测血浆样本。其核心优势在于：1）将LFA的简易流体与FET高灵敏度结合；2）利用HRP自由基反应规避光学检测的灵敏度瓶颈；3）模块化设计支持多疾病标志物检测，为慢性病居家监测提供新范式。