综述：智能水凝胶传感器：从高灵敏检测到miRNA诊疗一体化平台的进阶

本综述系统探讨了多功能水凝胶传感器在microRNA（miRNA）检测中的创新应用，聚焦其三维网络结构赋予的生物相容性、刺激响应性和信号转导优势。通过荧光、电化学（EC）、比色等多模式耦合设计，突破传统技术（如RT-qPCR）在灵敏度、便携性和动态监测中的局限，推动癌症等重大疾病的早期诊断与诊疗闭环（theranostic）整合。

　　

智能水凝胶传感器：miRNA检测与诊疗的革命性平台

功能化水凝胶设计

水凝胶凭借三维网络结构和分子可编程性，成为miRNA检测的理想载体。荧光型水凝胶通过量子点（QDs）或碳点（CDs）标记实现单分子级灵敏度，如miRNA-21检测限（LOD）低至10^-18 M；电化学型水凝胶（如PEDOT:PSS-PVA复合材料）通过导电聚合物优化，将氧化还原信号放大1000倍；而比色水凝胶则利用金纳米粒子（AuNPs）聚集效应实现肉眼可视。更巧妙的是，温敏型水凝胶（如PNIPAM）能通过相变响应靶标浓度变化，同步完成miRNA捕获与信号输出。

信号放大与穿戴式集成

为克服miRNA低丰度挑战，杂交链反应（HCR）和CRISPR-Cas12a被嵌入水凝胶网络，实现无酶催化扩增。例如，CRISPR激活的剪切效应可触发水凝胶机械变形，转化为电阻信号。穿戴式方面，自修复水凝胶电极（如PEDOT:AlgS）能贴合皮肤动态监测唾液miRNA-155，用于心肌损伤预警。微流控耦合技术进一步将检测时间缩短至15分钟，满足床旁检测（POCT）需求。

癌症诊断与微环境调控

miRNA-21在乳腺癌中过表达，水凝胶传感器通过锁定其特异性序列，可区分10³个癌细胞与正常细胞。更突破性的是，负载antagomir-155的水凝胶能逆向调控肿瘤相关巨噬细胞（TAMs），将“检测-治疗”闭环效率提升60%。在结直肠癌中，甲基化敏感水凝胶可同步识别miRNA-34a和ctDNA甲基化标志物。

诊疗一体化闭环构建

智能响应型水凝胶将诊断信息实时转化为治疗指令：pH敏感水凝胶在肿瘤酸性环境中释放miRNA抑制剂（如miR-122海绵），同时反馈治疗效果的荧光信号。光热响应凝胶则整合近红外（NIR）触发释药与miRNA成像，实现肝癌的精准光热-基因协同治疗。

挑战与未来展望

当前技术面临复杂体液干扰和长期稳定性问题。未来可通过DNA水凝胶逻辑门设计提升特异性，或结合AI算法解析多模态信号。最终目标是构建集成检测、反馈、治疗的“智能医疗微站”，推动癌症等疾病的早期干预范式变革。