酪酰胺信号放大化学发光光纤生物传感平台用于肿瘤外泌体超灵敏检测及其即时检测应用

本文推荐一种集成酪酰胺信号放大（TSA）与脂锚定化学发光光纤传感（COFS）的创新平台，用于肿瘤来源外泌体的超灵敏检测。该技术通过双识别机制（膜蛋白特异性识别与磷脂膜疏水作用）有效排除游离蛋白干扰，并借助TSA技术将检测限降至6.76 particles/μL。自主研发的便携式设备支持"即插型"试剂条操作，为液体活检提供了高选择性、快速响应的床旁检测（POCT）解决方案。

　　

INTRODUCTION

外泌体是直径30-150纳米的细胞外囊泡，在介导细胞间通讯以及癌细胞与肿瘤微环境复杂相互作用中发挥关键作用。其携带的功能性蛋白质、脂质和核酸信息可反映源细胞的生理状态，因此成为癌症液体活检中极具潜力的非侵入性生物标志物。

Reagents and apparatus

本研究使用的商业化试剂与仪器详见支持信息。

Apt-HRP偶联物采用4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸-3-磺基-N-羟基琥珀酰亚胺酯钠盐(sulfo-SMCC)作为连接剂，将富氨基HRP与巯基修饰的适配体共价结合。简要流程：将100 μL 40 μM HRP与10 μL 40 mM sulfo-SMCC（溶于DMSO）混合，25℃振荡反应4小时。

Principle of the TSA-COFS platform for exosome assays

TSA-COFS平台中，光纤硅表面传感区经DSPE-PEG修饰，其双疏水脂肪酸尾可通过强疏水作用特异性捕获外泌体磷脂膜（图1A）。随后引入特异性Apt-HRP偶联物：一方面识别外泌体膜靶蛋白（MUC1），另一方面通过HRP催化TPA-H₂O₂体系产生化学发光信号。关键创新在于引入TSA系统——HRP催化活化酪胺分子在目标外泌体膜蛋白周围形成大量共价沉积，显著放大化学发光信号，实现超灵敏检测。

Conclusion

本研究证实TSA-COFS平台是用于复杂生物样本中肿瘤外泌体超灵敏检测及POCT应用的简单而稳健的方法。该技术的核心优势源于化学发光光纤传感器与高效TSA策略的协同作用：通过DSPE-PEG与磷脂膜的强疏水作用实现外泌体捕获，同时TSA系统利用外泌体膜丰富蛋白作为活化酪胺沉积位点，极大增强检测灵敏度。