综述:基于适配体的生物传感器用于肌钙蛋白检测

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Clinica Chimica Acta 3.2

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了适配体生物传感器(aptasensors)在心肌梗死标志物——心脏肌钙蛋白(cTn)检测中的前沿进展。相较于传统抗体检测(ELISA),适配体凭借高亲和力、低成本等优势,结合荧光、电化学、表面等离子共振(SPR)等多模态传感技术,为心血管疾病(CVD)的即时诊断(POC)提供了革新方案。

  

Abstract
心脏肌钙蛋白(cTn)是急性心肌梗死(AMI)早期诊断的关键生物标志物。传统检测方法如心电图、胸部X光存在局限性,而基于适配体的生物传感器(aptasensors)凭借高灵敏度、即时检测(POC)能力成为新兴解决方案。本文综述了荧光、表面等离子共振(SPR)、电化学等多元aptasensors的技术突破,凸显其在心血管疾病管理中的临床潜力。

Introduction
心血管疾病(CVD)占全球死亡率的32%(2019年WHO数据),心肌梗死(MI)是主要致死病因。现行诊断依赖心电图(ECG)和实验室免疫检测(如ELISA),但抗体存在批次差异、成本高昂等缺陷。适配体(aptamer)作为"化学抗体",通过SELEX技术筛选获得,具有稳定性高、可化学修饰等特性,为生物传感提供新范式。

Troponin and its biological function
肌钙蛋白复合体由TnT(锚定肌动蛋白)、TnC(钙离子结合)和TnI(抑制肌球蛋白)三个亚基组成。心肌损伤后,cTnI/cTnT特异性释放入血,其浓度与心肌坏死程度正相关,成为AMI诊断的金标准。

Screening of troponin aptamers by SELEX technique
SELEX技术通过10-15轮筛选,从随机寡核苷酸库中富集出对cTn高亲和力适配体。最新研究采用毛细管电泳-SELEX(CE-SELEX)将筛选周期缩短至4轮,结合计算机模拟(in silico)优化适配体结构。

Aptasensor for troponin detection
• 荧光aptasensor:量子点(QDs)标记适配体,检测限达0.01 ng/mL
• 电化学aptasensor:石墨烯/金纳米复合电极实现0.005 ng/mL超敏检测
• SPR aptasensor:实时监测cTn-适配体结合动力学,适用于全血样本
• 侧流层析(LFA):纸基aptasensor满足床边检测需求,15分钟出结果

Conclusion and future perspective
aptasensors在MI诊断中展现出媲美抗体的性能,且更适用于资源匮乏地区。未来需解决适配体体内半衰期短的问题,并推进微流控芯片集成化发展。

CRediT authorship contribution statement
通讯作者Suleiman Ibrahim Mohammad主导了文献综述与数据验证工作,团队来自中东研究机构,所有作者声明无利益冲突。

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