聚(2-甲基-2-噁唑啉)修饰分子印迹表面等离子体共振生物传感器实现纤维蛋白原实时检测

为解决复杂生物样本中纤维蛋白原(Fb)检测的灵敏度与特异性难题，研究人员开发了基于表面分子印迹技术(SPR)的传感器。通过模板固定、聚多巴胺(PDA)表面印迹及聚(2-甲基-2-噁唑啉)(PMeOx)抗污修饰，实现了Fb的实时检测(LOD 1.60 μg mL?1)，在人工血清中回收率达90.3-110.2%，为炎症与凝血疾病监测提供新工具。

　　

论文解读

纤维蛋白原(Fibrinogen, Fb)作为肝脏合成的关键凝血因子和炎症标志物，在血栓形成、伤口修复甚至肿瘤生长中扮演核心角色。其异常水平与心血管疾病、败血症等多种病理状态密切相关。然而传统检测方法如Clauss法或抗体免疫检测，面临耗时、成本高、稳定性差的瓶颈。表面等离子体共振(SPR)技术虽能实现无标记实时检测，但在复杂样本中易受非特异性吸附干扰。如何构建兼具高特异性与抗污染能力的生物传感器，成为临床诊断和基础研究的迫切需求。

针对这一挑战，中国的研究团队在《European Polymer Journal》发表论文，创新性地将分子印迹技术(Molecularly Imprinted Polymers, MIPs)与SPR结合，通过多策略协同优化，开发出能精准识别Fb的传感器。研究首先利用3-巯基丙酸(3-mpa)修饰金芯片，通过静电作用固定Fb模板；随后以多巴胺(DA)为单体构建厚度可控的印迹层；再引入氨基封端的聚(2-甲基-2-噁唑啉)(PMeOx-NH₂)形成抗污刷状结构；最终通过蛋白酶K消化彻底去除模板。系统优化后，传感器对Fb的检测限低至1.60 μg mL^?1，并在人工血清中展现出优异的选择性与重复性。

关键技术方法
研究采用模板固定策略，通过Au-S键自组装将羧基化金芯片与Fb结合；利用DA自聚合形成表面印迹层；通过迈克尔加成反应将PMeOx-NH₂接枝至非印迹区；采用蛋白酶K酶解确保模板完全去除。表征手段涵盖X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)及变角光谱椭偏仪等。

研究结果
材料设计：相比前期研究中用于溶菌酶检测的部分水解PMeOx-EI，本研究针对Fb大分子特性(47.5 nm长度)选用刷状结构的PMeOx-NH₂，其末端氨基与聚多巴胺(PDA)的迈克尔加成反应形成致密水化层，显著提升抗非特异性吸附能力。

性能优化：通过调控PMeOx聚合度(DP)和接枝时间，发现DP=45、接枝2小时的条件下，传感器对400 μg mL^?1 Fb的响应值达最高(Δθ=0.153°)，而对人血清白蛋白(HSA)等干扰物的吸附量降低80%以上。

实际应用：在人工血清检测中，传感器对Fb的回收率为90.3-110.2%，且经10次再生循环后信号衰减<8%，证实其临床适用性。

结论与意义
该研究通过精准调控PMeOx刷状结构的链长与密度，成功解决了大分子蛋白质印迹中质量传递阻力与抗污性能的平衡难题。所开发的Fb-MIPs传感器不仅突破了传统抗体检测的成本限制，更在复杂生物样本中展现出媲美免疫分析的性能。Liangyu Zhu与Yanmei Wang团队的工作为炎症性疾病和凝血功能障碍的实时监测提供了新思路，其"固定-印迹-修饰"的三步策略可拓展至其他生物标志物检测领域。论文中提出的PMeOx结构-功能关系理论，为后续抗污材料设计提供了重要参考依据。