《Analytica Chimica Acta》：Advances in Electrochemical Biosensing of CYFRA 21-1: Nanomaterial Interfaces, Molecular Signal Amplification, and Emerging Non-Invasive Cancer Diagnostics
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Juan Pablo Hervás-Pérez|Fernando Moyano|Marta Sánchez-Paniagua|María Moreno-Guzmán马德里康普顿斯大学药学院药物科学化学系，西班牙马德里28040摘要细胞角蛋白19片段抗原（CYFRA 21-1）是一
Juan Pablo Hervás-Pérez|Fernando Moyano|Marta Sánchez-Paniagua|María Moreno-Guzmán
马德里康普顿斯大学药学院药物科学化学系，西班牙马德里28040
摘要
细胞角蛋白19片段抗原（CYFRA 21-1）是一种重要的结构生物标志物，其表达水平升高与多种上皮源性恶性肿瘤的进展密切相关。该指标传统上被视为非小细胞肺癌的“金标准”循环标志物，其临床应用范围还扩展到其他鳞状细胞癌，尤其是口腔鳞状细胞癌，其在生物液体中的存在可反映肿瘤的活动情况及其分期。尽管具有重要的临床价值，但常规检测仍依赖于ELISA和化学发光等传统方法，而这些方法存在操作成本高、检测周期长以及依赖集中式实验室设施的弊端。
本文综述了电化学生物传感技术作为CYFRA 21-1检测替代方法的最新进展。从结构角度而言，该综述主要围绕两大技术支柱展开：一是基于新型纳米材料的先进电极/界面工程，二是能够实现超灵敏检测的信号放大策略。通过采用MXenes、金属有机框架以及3D碳纳米结构等材料进行界面工程设计，可有效提升生物受体的固定效果及电子转移效率。而包括DNA纳米机器和eATRP在内的信号放大技术，则进一步将检测限降低到阿摩尔级别。
通过将这些新兴技术与现有的临床检测标准进行比较，文章指出了当前仍需解决的挑战，包括生物传感器的长期稳定性、抗电极污染能力以及可规模化生产问题。只有解决这些问题，才能将这些高性能电化学检测平台转化为可靠、便携的现场检测工具，用于常规的肿瘤诊断工作。借助先进纳米材料与电子集成技术的优势，再结合未经处理的唾液等无创采样方式，这类新一代传感器有望实现快速、准确且易于获取的CYFRA 21-1检测结果，从而进一步提升患者的治疗效果和临床预后。
章节节选
CYFRA 21-1在肿瘤学中的临床意义与生物学作用
细胞角蛋白19片段抗原（CYFRA 21-1）已成为现代肿瘤学领域中至关重要的生物标志物，尤其在对上皮源性恶性肿瘤的诊疗中发挥着重要作用。从生物学角度来看，它是细胞角蛋白19的一种可溶性片段，而细胞角蛋白19属于I型中间丝蛋白，是上皮细胞胞质骨架的重要组成部分。在正常生理状态下，这类蛋白质会留在细胞内部；然而在发生恶性转化时，
CYFRA 21-1定量的传统方法
尽管CYFRA 21-1在临床应用中具有不可否认的价值，但在实际检测中，其定量仍依赖传统的实验室技术，而这些技术存在诸多操作上的难题。酶联免疫吸附试验、放射免疫测定以及化学发光免疫测定等标准方法，由于其较高的特异性和成熟的检测流程，长期以来一直被视作金标准[15]、[16]、[17]、[18]、[19]。在分子层面，KRT19（CK19）的检测
电化学生物传感器的技术发展及其应用价值
电化学生物传感器为克服传统集中式临床检测的局限性提供了一种创新解决方案。由于具备成本较低、便于携带以及响应速度快的特点，它们非常适合用于分布式诊断和现场检测。与光学或质谱分析平台相比，电化学系统所需的能量更少，且
用于CYFRA-21-1检测的电化学生物传感器的最新进展
基于上文提到的电极工程和信号放大技术方面的最新进展，本节将概述目前用于CYFRA 21-1检测的电化学生物传感器的现状。从结构层面来看，这类传感器可根据生物识别元件的不同分为两类：一类是基于蛋白质的传感器，包括免疫传感器和适配体传感器；另一类则是基于核酸的系统，即依靠分子放大策略的DNA导向基因传感器[38]、[39]
面临的挑战及未来发展方向
随着用于CYFRA 21-1检测的电化学生物传感器不断进步，目前已有部分产品在实验室条件下的检测灵敏度可与现有最佳方法相媲美甚至更高[77]。随着该领域的不断发展，未来的研究重点正逐步转向将这些高性能的实验室原型转化为适用于临床环境的、操作简便的实用设备。这一转变并不会削弱先进纳米技术的作用，相反，这些材料的独特性质
结论
将先进纳米技术引入电化学生物传感领域，彻底改变了CYFRA 21-1的检测方式，使其从原本仅限于实验室的环境中走向了高性能的临床诊断工具。通过结合MXenes、MOFs以及分层碳结构材料，再运用DNA纳米机器等先进的信号放大技术，如今已能实现满足甚至超越当前临床需求的检测灵敏度。这一技术发展充分证明了
CRediT作者贡献说明
Juan Pablo Hervás-Pérez：撰写——综述与编辑、撰写——初稿、可视化处理、项目监督、正式分析、数据整理、概念构建。Fernando Moyano：撰写——综述与编辑、撰写——初稿、可视化处理、项目监督、正式分析、数据整理、概念构建。Marta Sánchez-Paniagua：撰写——综述与编辑、撰写——初稿、可视化处理、项目监督、正式分析、数据整理、概念构建。María Moreno-Guzmán：撰写——
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
Juan Pablo Hervás Pérez目前是马德里康普顿斯大学药学院药物科学化学系的助理教授。他于2013年在该校获得药学博士学位，其博士论文主要研究用于酶固定的生物相容性聚合物基质以及安培计型生物传感器的设计。他的研究工作主要集中在分析化学领域，尤其是酶基检测技术的开发方面
