综述：电化学生物传感器在生物医学领域的应用作为诊断工具：简要综述

《Current Opinion in Electrochemistry》：Biomedical field applications of electrochemical biosensors as diagnostic tools: A short review

电化学生物传感器凭借高灵敏度、微型化及低成本优势，广泛应用于癌症、糖尿病、阿尔茨海默病等疾病的诊断生物标志物检测，并通过整合纳米技术和分子印迹提升性能，未来需突破数字化平台和临床应用瓶颈。

　　

Ahmet Cetinkaya|S. Irem Kaya|Sibel A. Ozkan

土耳其安卡拉Gülhane大学药学院分析化学系

摘要

由于电化学生物传感器具有高灵敏度、微型化、低成本和多功能性等优点，因此在许多领域备受青睐。疾病的早期和准确诊断是防止疾病传播和进展以及采取适当治疗措施的关键步骤，而这要归功于诊断生物标志物的存在。在这方面，电化学生物传感器是快速可靠地检测生物标志物的实用且有效的工具。由于电化学生物传感器的多功能性以及通过与纳米技术和分子印迹技术等领域的结合来提升性能的能力，相关研究文献十分丰富。这篇简短的综述重点介绍了该领域最新和最有趣的研究成果，并对未来发展方向进行了探讨。

引言

从过去到现在，健康领域在疾病诊疗方面的最重要标准一直是早期、快速和准确的诊断。这样就能够及时干预疾病，从而提高患者的生活质量、加快康复速度、改善治疗效果并确定合适的治疗方案[1]、[2]、[3]。对于那些对社会影响巨大且发病率不断上升的疾病（如癌症、传染病、糖尿病等代谢性疾病、抑郁症和帕金森病等），识别其诊断和进展相关的生物标志物成为一个重要课题[1]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]?、[8]。与传统的繁琐且耗时的方法不同，当前的主要需求和发展方向是开发微型化、快速、无创、便携且具有高灵敏度和准确性的传感器平台[2]、[3]。在这种情况下，电化学生物传感器——将酶、适配体、抗体和DNA等生物识别元件与电化学换能器结合起来的系统——成为检测生物标志物的理想选择[1]、[9]、[10]。电化学生物传感器灵敏度高、准确可靠，在生物标志物检测应用中表现出色，这得益于其微型化和便携性的优势，同时还能实现实时和现场分析[11]、[12]。此外，近年来纳米技术和工程学等领域也被用于提升传感器的性能，重点关注灵敏度、选择性、稳定性和可重复性等特性[2]、[13]、[14]、[15]、[16]。

回顾2023至2025年间发表的最新研究，发现电化学生物传感器在癌症诊断中的应用尤为广泛。此外，它们还被用于检测与阿尔茨海默病、肾病、糖尿病和尿路感染等多种疾病相关的生物标志物。本文旨在概述文献中值得关注的相关研究，阐明电化学生物传感器作为诊断工具的当前应用现状，并提及一些重要的诊断生物标志物。同时，还探讨了引入数字平台和实现临床广泛应用所面临的挑战及未来发展方向。

部分内容摘要

诊断生物标志物概述

临床诊断在很大程度上依赖于生物标志物的使用来识别特定疾病。世界卫生组织指出，生物标志物是指可以在体内或其代谢产物中检测到的任何物质、结构或机制，它们能够指示或预测疾病的发生或其他后果[17]。这些生物标志物包括激素、蛋白质、核酸和特定代谢物，根据类型不同，它们可以提供治疗反应、预后、诊断或预防信息。

电化学生物传感器作为诊断工具在生物医学领域的应用

生物传感器是一种集成了生物成分和物理化学组件的分析工具，能够产生可测量的信号以检测生物分析物[34]。通过结合反应，电学、光学或质量敏感型换能器能够检测样品特性的物理化学变化，并将这些信息转化为物理量。根据类型的不同，生物传感系统可分为基于质量的生物传感器、光学生物传感器和电化学生物传感器。

结论与未来展望

电化学生物传感器是实现早期、快速和准确诊断的关键工具，与疾病管理和治疗效果的提升密切相关。本文综述了2023至2025年间利用电化学传感器进行生物标志物检测的重要研究。如表1所示，针对各种类型癌症的生物标志物检测研究尤为突出。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。