基于肽探针识别激活雌激素受体的电化学发光生物传感器在环境雌激素筛查中的应用

针对环境雌激素(EEs)快速筛查需求，研究者开发了一种基于电化学发光(ECL)技术的生物传感器，通过肽探针特异性识别激活的雌激素受体(ER)，实现了对6种全氟化合物雌激素活性的高效检测，灵敏度达4.6 nM，与细胞实验结果高度一致，为环境污染物筛查提供了更快速、可靠的新方法。

　　

【研究背景】
化学安全是公共卫生的核心议题，但全球面临严峻挑战——世界卫生组织(WHO)数据显示，具有内分泌干扰效应(EDCs)的化学物质从2012年的800种激增至2020年的1482种。其中，环境雌激素(EEs)作为典型EDCs，能通过食物链蓄积并干扰生物体正常代谢。京津冀地区河流中酚类EEs检出率高达100%，浓度达23-255 ng/L。传统动物实验成本高昂，细胞检测需48-72小时，均难以满足大规模筛查需求。

【研究概况】
浙江关键研发计划支持的研究团队在《Environmental Research》发表创新成果，通过模拟细胞内ER信号通路，构建了基于电化学发光(ECL)的生物传感器。该传感器以共激活因子衍生肽为识别元件，以Ru(bpy)₃
²⁺
标记抗体为信号源，成功实现对雌二醇(EC₅₀
15.1 nM)及6种全氟化合物的活性检测，其中PFOSA活性最强，河水样本回收率达99%。

【关键技术】

1. 肽探针自组装技术：将含-HS基团的ER共激活肽(序列HS-(CH₂
   )₅
   CO-GGGSSSNHQSSRLIRLLSR)固定于金电极
2. 构象特异性识别：通过激活态ER与肽探针的特异性结合捕获目标
3. ECL信号放大：利用Ru(bpy)₃
   ²⁺
   标记抗His标签抗体实现信号转换

【研究结果】
◆ 原理验证
传感器对雌二醇产生S型剂量曲线，他莫昔芬无响应，证实其可区分ER激动剂/拮抗剂。

◆ 性能参数
检测限4.6 nM，线性范围1-100 nM，PFOSA、PFOS、PFHxS在河水中的回收率>97%。

◆ 全氟化合物活性排序
PFOSA > PFOS > PFHxS > PFDA > PFOA > PFNA，与细胞实验吻合，其中PFOS结合常数K_D
为2.19 μM。

【结论意义】
该研究首次将ECL技术应用于EEs筛查，通过模拟ER-coactivator互作机制，建立了较传统方法更快速（检测时间缩短80%）、更稳定（CV<5%）的技术平台。特别值得注意的是，传感器对PFOSA的敏感性超过既往报道，为这类新兴污染物的生态风险评估提供了新工具。作者Jiali Li等强调，这种无细胞检测体系可扩展至其他核受体筛查，在环境监测和化学品安全管理领域具有重要应用前景。