形状保持型交联聚乙烯醇水凝胶微针：最小化透皮蛋白质组学分析中的干扰

（编辑推荐）本研究创新性地开发了基于聚乙烯醇-聚乙烯吡咯烷酮（PVA-PVP）水凝胶的微针阵列贴片（HFMAPs），通过优化配方和洗涤工艺，显著减少分析干扰，同时维持机械性能。该技术实现了间质液（ISF）的高效采样和蛋白质生物标志物的定量检测，为无创透皮监测和临床蛋白质组学分析提供了新工具。

　　

形状保持型交联聚乙烯醇水凝胶微针的制备与表征

研究团队通过微模塑技术成功制备了两种水凝胶微针阵列贴片（HFMAPs）：不含壳聚糖的PVA-PVP（PP）和含壳聚糖的PVA-PVP（PPChi）。热交联过程导致微针高度平均收缩3.5%，而后续洗涤步骤进一步减少7%的高度，但通过扫描电镜（SEM）证实微针尖端形状保持完整。力学测试显示，所有配方在0.25 N/针的轴向压力下仅产生11-15%的高度缩减，表明其具备足够的机械强度穿透皮肤屏障。

微针的插入性能与生物相容性

通过八层Parafilm-M模型和离体猪/大鼠皮肤实验验证，HFMAPs在32 N/贴片的压力下可穿透约260 μm深度（相当于两层Parafilm）。光学相干断层扫描（OCT）图像显示微针成功插入真皮层且无断裂。体内实验中，所有配方在2小时内吸收1.5-2.2 μL间质液（ISF），且皮肤微孔在10分钟内自然闭合，未引发炎症反应。

生物标志物回收与干扰控制

洗涤工艺有效去除了未交联聚合物和酸性残留物，使ELISA检测的假阳性率降低。使用PBS提取时，FITC标记牛血清白蛋白（FITC-BSA）回收率显著高于纯水（p<0.05），而壳聚糖的引入导致IgG回收率下降44-61%，表明其与蛋白质存在特异性相互作用。离体实验证实，PP配方在2小时内吸收ISF量（12.4-13.5 μL）显著高于PPChi（8.8-9.4 μL，p=0.0229）。

蛋白质组学分析的突破性应用

采用PreOmic iST试剂盒对ISF样本进行快速前处理，质谱分析鉴定出50-200种蛋白质。维恩图显示，HFMAPs可捕获独特的ISF特异性蛋白（如细胞角蛋白10），而壳聚糖修饰会改变蛋白质丰度但不影响检出总数。值得注意的是，7种蛋白质（如血清转铁蛋白、甲状腺素运载蛋白）在血浆、皮肤和ISF中共同存在，其中触珠蛋白与银屑病、心肌梗死等多种疾病相关，凸显其临床诊断潜力。

技术局限与未来方向

当前技术需解决蛋白质回收率非线性（30 ng与300 ng IgG回收差异达26%）和基质选择性吸附的问题。作者建议后续研究应建立基于稳定内参蛋白的定量方法，并探索水凝胶组成对不同分子量蛋白质的通用捕获策略。该平台为个性化医疗提供了微创、低成本的透皮监测方案，但其临床转化仍需通过疾病模型验证标准化操作流程。