基于Ti3C2 MXene/PDA修饰MNM结构的光纤SPR生物传感器：超灵敏胎盘生长因子检测技术及其在子痫前期诊断中的应用

为解决子痫前期（PE）早期诊断中胎盘生长因子（PlGF）低浓度检测难题，研究人员开发了一种基于MNM光纤结构和Ti3C2 MXene/聚多巴胺（PDA）修饰的表面等离子体共振（SPR）生物传感器。该传感器通过优化Ti3C2 MXene层数，将折射率灵敏度提升至4398.20 nm/RIU，PlGF检测限低至1.354 pg/mL，为PE筛查提供了高灵敏度、低成本的新方案。

　　

子痫前期（PE）是全球孕产妇和新生儿死亡的主要原因之一，目前缺乏可靠的早期诊断方法。胎盘生长因子（PlGF）作为关键生物标志物，其血清浓度在PE患者中极低（<12 pg/mL），但现有检测技术如ELISA、电化学发光免疫分析（ECLIA）存在灵敏度不足、成本高或操作复杂等问题。为此，重庆理工大学的研究团队在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表论文，提出了一种基于MNM光纤结构和Ti₃C₂ MXene/聚多巴胺（PDA）修饰的表面等离子体共振（SPR）生物传感器，实现了PlGF的超灵敏检测。

研究团队采用多模式光纤-无芯光纤-多模式光纤（MNM）异质结构激发SPR，通过逐层沉积Ti₃C₂ MXene增强表面等离子体激元（SPP）强度，并利用PDA实现抗体固定。临床血清样本来自PE患者队列，通过对比实验验证传感器性能。

材料表征
扫描电镜显示Ti₃C₂ MXene/Au复合膜厚度为156.3 nm，能量色散X射线光谱证实元素分布均匀。

灵敏度优化
实验确定3层Ti₃C₂ MXene为最佳配置，折射率（RI）灵敏度达4398.20 nm/RIU，较传统Au-SPR提升90.24%；品质因数（FOM）提高至21.99 RIU^-1。

PlGF检测性能
传感器在1 pg/mL–1 ng/mL范围内呈现线性响应，灵敏度为12.313 nm/[log(pg/mL)]，检测限低至1.354 pg/mL，显著优于商用免疫分析法。

临床验证
在PE患者血清中表现出高特异性，可区分PlGF <12 pg/mL的高危人群，与健康对照组差异显著（p<0.01）。

该研究通过Ti₃C₂ MXene的电子传输特性和PDA的生物相容性协同作用，解决了低浓度PlGF检测的瓶颈问题。MNM结构设计兼顾高灵敏度和机械稳定性，为POCT（即时检验）提供了新思路。论文通讯作者Binbin Luo指出，该传感器成本仅为ECLIA的1/5，且检测时间缩短至15分钟，有望成为PE筛查的临床标准化工具。研究获重庆市自然科学基金等多项支持，团队正推进大规模临床试验以验证其普适性。