基于水凝胶微针的透皮荧光贴片用于阿尔茨海默病的无创原位诊断

本研究针对阿尔茨海默病(AD)诊断中长链非编码RNA(MALAT1)检测的难题，开发了集成甲基丙烯酸化明胶(GelMA)水凝胶微针(MNs)与链置换反应(SDR)荧光探针的新型检测系统。该光学贴片可实现间质液(ISF)中MALAT1的高灵敏度检测（定量下限达7.62 nM），成功区分AD模型小鼠的MALAT1表达下调，为AD早期无创诊断提供了创新工具。

　　

在神经退行性疾病研究领域，阿尔茨海默病(AD)的早期诊断始终面临重大挑战。传统血液检测存在样本处理复杂、创伤性采集等问题，而间质液(ISF)作为反映组织微环境变化的"前沿哨兵"，其生物标志物检测却受限于采样技术和低丰度靶标检测难题。尤其值得注意的是，长链非编码RNA MALAT1在AD患者中异常下调，与β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积和神经炎症形成恶性循环，但现有qRT-PCR等方法难以满足无创、实时监测的需求。

徐州科技计划项目支持的研究团队创新性地将微针采样与分子诊断技术相结合，开发出具有"采样-检测"一体化功能的智能贴片。该系统以光交联GelMA水凝胶构建微针阵列，其三维网络结构既能穿透角质层提取ISF，又为后续检测提供反应载体。研究者设计的三链SDR扩增探针可在37°C实现MALAT1的酶免循环放大，通过荧光信号转换实现可视化读数。该工作首次证实ISF中MALAT1水平与AD病理的相关性，相关成果发表于《Biosensors and Bioelectronics》。

关键技术包括：1) 光固化制备GelMA微针阵列，表征其溶胀性能和机械强度；2) 设计含竞争链L/D1/D2的三链SDR体系，优化反应条件；3) 使用AD模型小鼠ISF样本进行验证性实验；4) 通过qRT-PCR交叉验证检测结果。

【检测原理验证】在均相溶液体系中，三链SDR探针对1 pM-60 nM浓度范围的MALAT1呈现线性响应，检测限达亚纳摩尔级，证实该体系具备基础检测能力。

【材料特性表征】¹H NMR显示5.3/5.6 ppm处特征峰，证实GelMA成功合成。微针阵列穿刺力达0.58 N/needle，溶胀率超300%，满足皮肤穿透和ISF提取需求。

【模拟皮肤检测】在琼脂糖模拟皮肤中建立检测体系，定量下限为13.24 nM，证实该技术在复杂基质中的适用性。

【动物实验验证】贴片成功区分正常与AD小鼠ISF中MALAT1表达差异，与qRT-PCR结果一致（R²>0.98），验证其生物学适用性。

该研究突破性地将lncRNA检测场景延伸至透皮采样领域，其创新价值体现在三方面：首先，GelMA微针的生物相容性解决长期监测的依从性问题；其次，SDR扩增策略克服ISF中低丰度靶标检测瓶颈；最重要的是，首次建立ISF-MALAT1-AD病理的关联证据链。这种"微创采样-原位分析"模式为神经退行性疾病的动态监测开辟新途径，Yanyan Yu团队的工作为转化医学提供了极具前景的技术范式。