基于羧基化多壁碳纳米管/掺杂PEDOT的无标记电化学免疫传感器用于阿尔茨海默病生物标志物p-Tau 217的早期检测

本研究针对阿尔茨海默病(AD)早期诊断难题，开发了一种基于MWCNT-COOH/dPEDOT复合材料的无标记电化学免疫传感器(LBEI)，用于高灵敏度检测AD特异性生物标志物p-Tau 217。通过优化电极界面和采用差分脉冲伏安法(DPV)，实现了0.1-105 pg/mL的宽线性范围与0.1 pg/mL的检测限，并在脑脊液(CSF)样本中验证了临床适用性，为AD便携式诊断提供了新策略。

　　

阿尔茨海默病(AD)作为最常见的神经退行性痴呆，预计到2030年全球患者将达8200万。其病理特征为β-淀粉样斑块(Aβ)和tau蛋白缠结的积累，其中磷酸化tau蛋白(p-Tau)的特定亚型——p-Tau 217，因其与Aβ沉积的高度相关性，可在临床症状出现前20-30年预警AD风险。然而，现有检测技术如正电子发射断层扫描(PET)成本高昂，电化学发光法(ECL)存在操作复杂等问题，亟需开发简便、经济的替代方案。

针对这一需求，来自朱拉隆功大学等机构的研究团队在《Journal of Electroanalytical Chemistry》发表研究，开发了基于羧基化多壁碳纳米管(MWCNT-COOH)和掺杂聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(dPEDOT)的无标记电化学免疫传感器(LBEI)。该传感器采用EDC-NHS化学活化羧基实现抗体固定，通过差分脉冲伏安法(DPV)定量p-Tau 217，首次实现了该标志物的DPV检测，并在脑脊液样本中验证了临床适用性。

关键技术方法
研究通过静电纺丝制备dPEDOT增强导电性，MWCNT-COOH经羧基功能化后与dPEDOT复合修饰丝网印刷碳电极(SPCE)。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)表征材料形貌，电化学阻抗谱(EIS)评估界面特性，DPV法分析p-Tau 217浓度响应。使用两种商业合成p-Tau 217校准传感器，并测试人脑脊液样本。

研究结果

Morphological characterization
FE-SEM显示dPEDOT比未掺杂PEDOT颗粒更细小且分散均匀。MWCNT-COOH/dPEDOT修饰的SPCE表面呈现多孔结构，显著增加比表面积，为抗体固定提供更多活性位点。

Electrochemical performance
EIS证实MWCNT-COOH/dPEDOT修饰使电荷转移电阻降低85%，DPV响应电流提升3倍。传感器在0.1-10⁵ pg/mL范围内呈现三段线性响应，检测限达0.1 pg/mL，优于现有ECL方法。交叉实验显示对p-Tau 181/231的选择性系数>5.8。

Clinical validation
脑脊液样本检测回收率为97.2-103.5%，批内/批间变异系数<4.5%，证实了方法的准确性与重现性。与商业ELISA试剂盒对比结果高度一致(R²=0.992)。

Conclusions
该研究首次将MWCNT-COOH/dPEDOT复合材料应用于p-Tau 217检测，其三重优势在于：(1)dPEDOT的磺酰基与MWCNT-COOH的羧基协同增强抗体固定效率；(2)复合材料的导电网络提升电子传递速率；(3)DPV技术实现超痕量检测。该传感器无需标记、操作简便，为AD早期诊断提供了便携式解决方案，有望推动家庭化检测设备开发。

讨论
相比传统PET或ECL技术，该传感器将检测成本降低90%以上，且分析时间缩短至15分钟。研究团队特别指出，p-Tau 217在AD进程中的超早期预警价值，使得该技术可用于高风险人群筛查。未来通过微流控芯片集成，可进一步实现多标志物联检，推动AD诊断进入精准医疗时代。