基于干印刷碳纳米管薄膜的电化学免疫传感器用于血清总睾酮检测

为解决睾酮(TST)检测中LC/MS成本高、ELISA灵敏度不足的问题，研究人员开发了一种基于干印刷碳纳米管(CNT)薄膜的电化学免疫传感器。该传感器采用竞争性免疫分析法，通过BSA-TST共轭物固定和HRP标记抗体实现检测，动态范围82-1080 ng/dL，检测限12.7 ng/dL。该技术为临床提供了一种快速、低成本、高灵敏的睾酮检测方案。

　　

睾酮(Testosterone, TST)作为男性健康的关键激素，其水平异常会导致生殖功能障碍、代谢紊乱等多种疾病。目前临床检测的金标准液相色谱/质谱(LC/MS)存在成本高、耗时长等问题，而传统ELISA方法则面临灵敏度不足的挑战。针对这一技术瓶颈，CANATU Finland Oy的研究团队创新性地开发了一种基于干印刷碳纳米管(CNT)薄膜的电化学免疫传感器，相关成果发表在《Biosensors and Bioelectronics: X》上。

研究人员采用激光烧蚀技术在医用级聚酯薄膜上制备CNT三电极系统，通过自动化点样技术将BSA-TST共轭物固定在NHS酯封端的连接分子上，构建竞争性免疫检测体系。关键技术包括：1) 干印刷CNT电极的规模化制备；2) 60%解离试剂(DR)优化处理血清样本；3) 安培法检测(-0.2 V vs. Ag/AgCl)结合TMB显色系统；4) 使用商业获取的人血清样本进行方法验证。

研究结果显示：
3.1 电化学行为表征
通过循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)证实了连接分子和BSA-TST在CNT电极上的成功固定。阻抗分析显示，BSA-TST固定后电荷转移电阻(R_ct)显著增加，阻断剂处理后Warburg扩散特征消失，表明形成了完整的单分子层。

3.2 形态与结构表征
接触角测量显示CNT表面亲水性随修饰步骤逐步增强(138.2°→25.1°)，FTIR光谱证实了酰胺I带(1600-1700 cm^-1)的特征峰，验证了蛋白质的成功固定。

3.3 分析性能
传感器在30-300 ng/dL范围内呈现良好的线性关系(4PL拟合)，检测限12.7 ng/dL，定量限82 ng/dL。使用60% DR处理血清样本可有效释放结合型TST，在82-1080 ng/dL动态范围内与ELISA结果高度一致(r=0.99)。

3.4 交叉反应性
尽管二氢睾酮(DHT)存在21.5%交叉反应性，但由于其正常血清浓度(14-102 ng/dL)远低于IC₅₀(400 ng/dL)，不影响临床实用性。

3.5 稳定性
采用专有保护膜涂覆的传感器在室温避光条件下90天内保持96%信号活性，显著优于未涂覆传感器(48%信号损失)。

该研究成功开发了一种具有临床实用价值的TST检测新方法，其检测范围(82-1080 ng/dL)完全覆盖健康男性生理水平(186-1180 ng/dL)。相较于传统方法，该传感器具有成本低(干印刷技术)、检测快(15分钟孵育+10秒检测)、稳定性好等优势，为男性健康监测和内分泌疾病诊断提供了有力的技术支撑。未来研究将重点拓展检测范围以适应儿童和女性人群需求，并推动系统微型化以实现真正的床旁检测(POC)应用。