基于纸基电化学芯片的三阴性乳腺癌液体活检：便携式miRNA-21监测技术的突破性进展

这篇研究报道了一种创新的纸基电化学芯片平台，用于三阴性乳腺癌（TNBC）液体活检中循环miRNA-21的便携式检测。通过金纳米颗粒（AuNPs）修饰的纸基丝网印刷电极（SPE）和亚甲基蓝（MB）标记的DNA探针，实现了标准溶液和血清中miRNA-21的高选择性检测（LOD=1.2 nM）。结合折纸式纸基预浓缩装置，灵敏度提升10倍至pM级，为低资源环境下TNBC的早期诊断和个性化医疗提供了革命性解决方案。

　　

引言
液体活检作为非侵入性癌症诊断方法，通过分析血液中的循环肿瘤DNA（ctDNA）、循环肿瘤细胞（CTCs）和microRNA（miRNA）等生物标志物，克服了传统组织活检的局限性。miRNA因其稳定性和对肿瘤异质性的反映能力成为理想标志物，其中miRNA-21在三阴性乳腺癌（TNBC）中持续高表达，与不良预后显著相关。尽管传统检测方法如RT-q-PCR和测序技术准确，但存在设备昂贵、操作复杂等问题。受血糖试纸条启发，电化学即时检测（POC）平台通过纸基材料和信号放大策略，为低资源环境提供了新选择。

实验方法
研究采用办公室打印纸制备丝网印刷电极（SPE），通过蜡印技术构建疏水屏障。工作电极经金纳米颗粒（AuNPs）修饰后，固定硫醇化且亚甲基蓝（MB）标记的DNA探针（5′-Thiol-C6-TCA ACA TCA GTC TGA TAA GCT A-Atto-MB-3′），形成Au-S键共价结合。采用"信号关闭"检测策略：未杂交时MB靠近电极表面产生强电流，杂交后构象变化导致电流下降。方波伏安法（SWV）参数优化显示4 μL AuNPs、50 nM探针密度和50 Hz频率为最佳条件。

结果与讨论
选择性实验证实，该传感器可区分miRNA-21与miRNA-125b、miRNA-4676等干扰物，血清中信号变化达85%。在PBS和血清中的检测范围均为0.1-1000 nM，LOD分别为1.7 nM和1.2 nM，重复性8%。创新性折纸预浓缩装置通过9层滤纸的毛细作用，使0.1 nM样本信号增强270%，相当于未浓缩1 nM样本的响应。这种三维结构既富集目标分子，又减少血清基质效应。

结论与展望
该平台将纸基电化学传感与折纸预浓缩技术结合，无需扩增即可实现pM级检测，优于需要PCR或CRISPR的现有方法。未来可通过调整探针序列扩展至其他miRNA检测，推动TNBC动态监测和精准医疗发展。研究团队特别指出，该方法30分钟完成检测，成本不足传统技术1/10，符合WHO对诊断设备"REASSURED"（实惠、灵敏、特异、用户友好）的要求，有望成为低资源地区的癌症筛查利器。