阿尔茨海默病（AD）是一种进行性神经退行性疾病，是全球痴呆症的首要病因，其神经病理特征为细胞外淀粉样蛋白-β（Aβ）斑块的积累和细胞内神经纤维缠结的形成（Kamatham et al., 2024; Zhang et al., 2023b; Zheng and Wang, 2024）。在众多Aβ亚型中，Aβ40和Aβ42被广泛用作AD诊断和评估的生物标志物（Schindler et al., 2024; Xiong et al., 2024）。较低的Aβ42/Aβ40比值与主观认知下降个体的早期记忆损害显著相关（Vogelgsang et al., 2024）。此外，据报道Aβ寡聚体水平在AD连续过程的早期阶段达到峰值，而在晚期阶段则下降（Blomeke et al., 2024）。常规分析方法，如酶联免疫吸附测定（ELISA）（Andrés-Benito et al., 2024）、单分子阵列（SiMoA）（Graham et al., 2025）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）（Weber et al., 2024），在实现循环Aβ物种的高灵敏度和高选择性定量方面仍面临局限。尽管灵敏的分析平台不断进步，但循环Aβ肽段的测定仍具挑战性，因为其丰度极低，浓度接近某些免疫检测的检测限，此外还有LC-MS/MS中电离效率低和吸附损失等分析限制。 Furthermore，Aβ变体之间高度的序列同源性以及可溶性聚集体团的存在，会通过抗体交叉反应和掩盖质谱信号等机制阻碍Aβ肽段的准确定量。
电化学生物传感器因其高灵敏度、快速响应以及与芯片实验室设备易于集成的特点，成为Aβ肽段检测的有吸引力平台（Cheng et al., 2023; Sharma et al., 2023; Vinod et al., 2024）。然而，实现足够的分析特异性仍是一个关键挑战。为此，各种分子识别策略已被探索，包括抗体识别（Chen et al., 2024）、适配体结合（Murti et al., 2023）、酶介导识别（Rahman et al., 2024）和亲和肽（AP）结合（Xu et al., 2021）。其中，AP具有合成简便、成本低廉、化学稳定性优异和异质性降低等优势，这些特性有助于提高生物传感器的稳定性和重现性（Bernardo et al., 2024; Redondo-Gómez et al., 2024; Yang et al., 2023）。此外，AP体积小巧且空间位阻最小，可实现高密度固定于电极表面，从而改善目标物的可及性和识别效率（Shin et al., 2025; Wasilewski et al., 2026）。凭借这些有利特性，基于AP的电化学生物传感器可提供高灵敏度和选择性、低检测限（LOD）以及可靠的分析性能，用于疾病标志物的检测（Braz et al., 2025; Yang et al., 2024）。
电化学生物传感器与微流控芯片的集成在自动化检测方面展现出巨大潜力（Gurudatt et al., 2023; Tu et al., 2023; Xu et al., 2024）。通过在微小型化且受控的环境中将多个分析步骤（包括进样、混合、分离和检测）集成在一起，这些集成器件能有效减少外界干扰并提高分析重现性（Koklu et al., 2021; Sharma et al., 2025; Zu et al., 2024）。微流控和电化学部件在尺寸尺度上的互补性、简洁的架构以及便捷的组装能力，使这类集成平台非常适合即时检测（POCT）（Liu et al., 2024; Yin et al., 2023）。因此，微流控电化学生物传感器为临床实践中便捷的生物标志物检测和潜在可靠的疾病评估提供了有前景的平台（de Oliveira et al., 2020; Hao et al., 2022; Medina-Sánchez et al., 2014）。
本研究开发了一种微流控电化学生物传感器（命名为μF-APEC），用于检测AD相关标志物Aβ40和Aβ42。该传感器采用双肽介导的识别策略，实现对Aβ40和Aβ42的高度特异性和灵敏定量。配对AP通过噬菌体展示文库的反向噬菌体洗脱筛选获得，从而减轻了非特异性结合物的干扰，并实现了对Aβ40和Aβ42的选择性区分。借助噬菌体展示文库的高多样性，成功鉴定出针对Aβ40和Aβ42的高亲和力AP，为超灵敏检测低丰度分析物提供了有效的分子结合基础。利用该平台，在血清样本中精确量化了Aβ40和Aβ42，实现了AD患者与健康对照的区分。μF-APEC系统因此为AD标志物分析提供了一种稳健且易获取的方法，展现出在未来临床诊断应用中的巨大潜力。
