综述：癌症检测进展：电化学生物传感器技术综述

这篇综述系统阐述了电化学生物传感器（electrochemical biosensors）在癌症早期诊断中的应用进展，重点分析了免疫传感器（immunosensors）、适体传感器（aptasensors）和纳米传感器（nano/biosensors）等技术对前列腺特异性抗原（PSA）、CA15-3等生物标志物的高灵敏度检测，为突破传统活检和影像学局限提供了便携、低成本的解决方案。

　　

癌症检测的革新利器：电化学生物传感器技术

癌症诊断的现状与挑战

全球每年因癌症死亡人数超过1000万，其中肺癌、乳腺癌和结直肠癌占比最高。传统诊断方法如CT、MRI和活检存在成本高、侵入性强且难以早期检测的局限。电化学生物传感器凭借其高灵敏度（可达fg/mL级）、便携性和实时监测能力，成为突破诊断瓶颈的新兴技术。

关键癌症生物标志物

前列腺特异性抗原（PSA）：作为前列腺癌筛查标志物，其灵敏度达87%，但特异性仅32%，易受前列腺炎干扰。新型PCA3 RNA检测通过尿液样本分析，特异性显著提升。
CA15-3：乳腺癌相关糖蛋白，在转移阶段浓度可升高75%。基于金纳米颗粒（AuNPs）的免疫传感器将其检测限降至0.95 U/mL。
CA125：卵巢癌标志物，三维还原氧化石墨烯（3DrGO）复合传感器实现0.0089 U/mL的超低检测限。
鳞状细胞癌抗原（SCC-Ag）：MXene材料构建的传感器对SCC-Ag的检测灵敏度达0.0036 pg/mL，优于传统ELISA方法。

电化学检测技术

安培法：通过氧化还原反应电流定量分析，如Ti₃C₂T_x/Pt-Pd传感器检测前列腺癌标志物肌氨酸，灵敏度84.1 μA/mM·cm²。
阻抗谱（EIS）：监测电极界面电荷转移，适体传感器对miRNA-21的检测限低至3 fM。
伏安法：差分脉冲伏安（DPV）和方波伏安（SWV）可区分复杂样本中的目标分子，如CYFRA 21-1的线性检测范围横跨6个数量级。

生物识别元件的创新

适体：如sgc8c适体靶向白血病细胞表面PTK7蛋白，结合亚甲基蓝（MB）探针实现电信号放大。
抗体：双抗体修饰纳米通道（抗CD63/EpCAM）可捕获外泌体，电流信号降低56.5%提示肿瘤存在。
肽链：Fmoc-FEKF水凝胶构建的界面抗生物污染，对HER2的检测限达45 pg/mL。
纳米材料：金纳米颗粒（AuNPs）和碳纳米管（CNTs）增强信号传导，如3D石墨烯复合材料使CEA检测限突破0.32 pg/mL。

临床转化挑战与展望

尽管实验室成果显著，但生物污染、样本基质干扰和规模化生产仍是产业化障碍。未来方向包括：开发抗污染涂层（如聚乙二醇PEG）、整合微流控预处理模块，以及通过人工智能校准个体差异。可穿戴式无线传感器或将成为远程监测癌症复发的下一代解决方案。

该技术正从实验室走向临床，其成功落地将重构癌症早诊范式，为提升患者生存率带来革命性突破。