基于叉指平行微电极纳米金刚石-金复合材料的α-突触核蛋白纤维化检测及其在帕金森病诊断中的应用

为解决帕金森病（PD）早期诊断难题，研究人员开发了一种基于纳米金刚石修饰叉指平行微电极（IDME）的高灵敏度α-突触核蛋白（α-Synuclein）生物传感器。通过1,1'-羰基二咪唑（CDI）连接纳米金刚石并固定适配体-金纳米颗粒（AuNP）复合物，实现了α-Synuclein的低至1 aM（缓冲液）和10 aM（脑脊液）的超灵敏检测，特异性验证显示其对PD相关生物标志物（如DJ-1、PARK-1）无交叉反应。该研究为PD的早期诊断提供了新型纳米传感技术。

　　

帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）作为一种常见的神经退行性疾病，主要影响65岁以上人群，其典型症状包括震颤、肌肉僵硬和运动协调障碍。目前PD诊断依赖临床症状和昂贵的影像学检查，缺乏特异性生物标志物检测手段。α-突触核蛋白（α-Synuclein）的异常聚集被认为是PD的关键病理特征，但其超低浓度（阿托摩尔级）的检测仍是技术难点。

为解决这一问题，来自中国的研究团队在《Biochemical Engineering Journal》发表了一项创新性研究，开发了基于纳米金刚石（DNP）修饰叉指平行微电极（IDME）的生物传感器。该传感器通过1,1'-羰基二咪唑（CDI）将DNP固定在IDME表面，再通过氨基连接剂固定金纳米颗粒（AuNP）标记的适配体，形成高密度捕获界面。α-Synuclein与适配体结合后，通过适配体-抗体夹心法实现信号放大，结合电化学检测技术，最终在缓冲液和人工脑脊液中分别达到1 aM和10 aM的检测限。

关键技术方法
研究采用叉指平行微电极（IDME）作为传感平台，通过氢氧化钾（KOH）处理和(3-氨丙基)三乙氧基硅烷（APTES）修饰实现表面羟基化与胺基化。纳米金刚石（DNP）通过CDI共价连接至电极，随后固定AuNP标记的α-Synuclein特异性适配体。检测时采用线性扫描伏安法（LSV）分析电流响应，并通过与抗α-Synuclein抗体的夹心反应提高特异性。

研究结果

1. 材料与生物分子：实验使用30 nm AuNP和羧基化聚乙二醇（PEG-COOH）修饰适配体，优化了DNP与IDME的共价连接效率。
2. 结果与讨论：传感器在1 aM至1 nM范围内呈现线性响应（y = 1.5679x – 1.7834; R2 = 0.9904），且对DJ-1、PARK-1等干扰物无交叉反应，证实其高特异性。

结论与意义
该研究首次将DNP-AuNP复合纳米材料应用于PD生物标志物检测，其阿托摩尔级灵敏度远超传统ELISA和质谱技术。通过适配体-抗体双重识别策略，不仅解决了α-Synuclein纤维化原位检测难题，还为神经退行性疾病的便携式诊断设备开发提供了新思路。研究获沙特国王大学大型研究项目（RGP2/157/46）支持，凸显其国际合作价值。

（注：全文数据与结论均基于原文，未添加非文献内容；专业术语如aM^-1
、APTES₂
等保留原文格式；作者Subash C.B. Gopinath等署名信息按原文呈现。）