智能手机辅助纸基侧流层析技术用于多囊卵巢综合征(PCOS)生物标志物SHBG的早期检测研究

研究人员针对多囊卵巢综合征(PCOS)早期诊断困难的问题，开发了基于智能手机的荧光纸基侧流层析检测技术(LFA)。通过氮掺杂碳点(CDs)标记抗SHBG抗体，构建便携式检测系统，实现了80-4000 ng/mL浓度范围内SHBG的定量检测(LOD=2.68 ng/mL)，为PCOS的早期筛查提供了新型POCT解决方案。

　　

多囊卵巢综合征(PCOS)作为困扰育龄女性的常见内分泌疾病，其诊断至今仍面临重大挑战。传统诊断依赖复杂的实验室检测和主观的临床症状评估，往往导致诊断延迟——从症状出现到确诊平均需要2年以上。更棘手的是，现有诊断标准基于过时的Rotterdam标准，需要同时满足高雄激素血症、排卵障碍和卵巢多囊样改变中的两项，这种"三选二"模式容易造成误诊漏诊。在这样的临床困境下，寻找可靠的生物标志物并开发便捷的检测技术成为突破诊断瓶颈的关键。

ISF药学院药物化学与分析系的研究团队将目光投向了性激素结合球蛋白(Sex Hormone-Binding Globulin, SHBG)——这个与PCOS代谢异常密切相关的肝脏分泌蛋白。SHBG水平降低会导致游离睾酮增加，直接引发高雄激素血症这一PCOS核心特征。更重要的是，临床研究表明SHBG<36 nmol/L可作为PCOS的诊断阈值，且其变化往往早于临床症状出现。基于此，研究人员创新性地将纸基微流控技术与智能手机检测平台相结合，开发了新型荧光侧流层析检测系统(LFA)。

该研究主要采用三项关键技术：微波辅助合成氮掺杂碳点(CDs)作为荧光标记物，通过EDC/NHS化学法实现抗SHBG抗体偶联；利用永久记号笔油墨创建疏水屏障，简化传统LFA的五层结构为单层滤纸体系；设计内置365 nm UV LED的智能手机荧光成像装置，通过ImageJ软件进行灰度分析。

3.1. CDs与Ab-CDs表征

透射电镜显示合成的CDs粒径<10 nm，紫外特征吸收峰位于340 nm，在365 nm激发下发出蓝色荧光。FT-IR证实抗体成功通过酰胺键与CDs偶联，1720 cm^-1处羧基峰消失，1650 cm^-1处出现酰胺特征峰。

3.2. SHBG-LFA分析性能

在Whatman 1号层析纸上构建的LFA装置，测试线/控制线间距精确至4.5 mm。对PBS缓冲液中的重组SHBG检测显示，80-4000 ng/mL范围内荧光强度与浓度对数呈线性相关(R²=0.9677)，检测限(LOD)和定量限(LOQ)分别为2.68 ng/mL和19.93 ng/mL，相当于0.8-42.1 nmol/L的检测范围完全覆盖36 nmol/L的临床阈值。

这项研究的重要意义在于将复杂的实验室检测转化为便携式诊断工具。相比需要5小时检测时间的商业ELISA试剂盒(约350美元/次)，该装置可在45分钟内完成检测，成本大幅降低。研究者特别指出，未来通过优化血清样本前处理方法，该技术有望成为基层医疗机构PCOS筛查的有力工具。正如讨论部分强调的，SHBG作为连接代谢异常与生殖内分泌的枢纽分子，其检测价值不仅限于PCOS诊断，对相关代谢综合征的早期预警同样具有潜在应用前景。论文发表在《Biosensors and Bioelectronics: X》，为POCT技术在生殖健康领域的应用提供了创新范例。