基于变构适体的柔性微针生物传感器实现细胞外囊泡的活体动态监测

这篇研究创新性地开发了一种基于变构适体（allosteric aptamer）的柔性微针生物传感器，实现了肿瘤相关细胞外囊泡（EVs）的活体实时检测。该传感器通过CD63和EGFR双适体识别系统，利用氧化还原电流变化（MB分子电子传递效率改变）实现高灵敏度检测，在胃癌模型小鼠中成功监测到EVs浓度与肿瘤体积的动态相关性。相比传统体外检测方法（如ELISA、NTA等），该技术避免了EVs分离步骤，具有生物相容性好、选择性高、可连续监测等优势，为肿瘤无创诊断提供了新工具。

　　

Highlight

本研究亮点在于开发了首款可植入式柔性微针传感器，通过创新性的"双适体-电极"协同识别机制，实现了活体环境下细胞外囊泡（EVs）的实时动态监测，为肿瘤精准诊断提供了突破性技术。

Chemicals and reagents

所有寡核苷酸序列由上海生工生物工程公司合成，保存于-20℃备用（具体序列见附表S1）。主要试剂购自大连宝生物公司（Takara），TE缓冲液为安徽Biosharp产品，磷酸盐缓冲液（PBS）采购自赛默飞世尔科技上海公司。实验使用TNaK缓冲液体系（pH 7.5）包含125 mM NaCl和20 mM Tris-HCl。

The working principle of the flexible needle microsensor

我们基于柔性电极技术构建了EVs检测微针传感器：首先在金纳米粒子修饰的铂电极上固定巯基化适体探针系统，该系统包含靶向EVs表面标志蛋白CD63的适体1，以及特异性识别胃癌EVs高表达蛋白EGFR的适体2。当适体1捕获EVs后，适体2与EVs结合会改变连接亚甲基蓝（MB）报告分子的核酸支架构象，导致MB分子与电极表面的电子传递效率下降，通过测量电流变化实现定量检测。这种"分子开关"设计使传感器具备单步骤检测能力，无需复杂样本前处理。

Conclusion

该柔性植入式微传感器创新性地整合了多功能适体识别系统与电化学检测技术，通过MB分子电子传递效率变化实现EVs高灵敏度检测。实验证明其能特异性识别肿瘤相关EVs，在活体环境中保持优异导电性和结构稳定性，为肿瘤进展的无创监测和治疗评估提供了全新解决方案。