具有自我校准的可光定位再生光电化学生物传感器阵列,用于高通量和精确检测循环瘤细胞
Zhaopeng Liu1, Jian Li1, Liming Gao2
1State Key Laboratory of Metastable Materials Science and Technology, Nano-Biotechnology Key Lab of Hebei Province, College of Environmental and Chemical Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China.
Analytical chemistry
|June 5, 2025
概括
这项研究引入了一种自我校准的可光定位的光电化学生物传感器阵列 (LAPECBA),用于准确检测循环瘤细胞 (CTC). 这种新型生物传感器将干扰最小化,使得高通量癌症诊断成为可能.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 分析化学 分析化学
- 癌症的诊断 癌症的诊断
背景情况:
- 循环瘤细胞 (CTC) 是实时癌症监测的关键生物标志物.
- 可光定位的光电化学生物传感器阵列 (LAPECBA) 提供快速,高通量CTC检测.
- 现有的LAPECBA方法面临的挑战是背景干扰,基线漂移和批量变化.
研究的目的:
- 开发一个自我校准的LAPECBA,以提高CTC的精度和高通量检测.
- 克服传统LAPECBA的局限性,包括干扰和漂移.
- 为了实现临床应用的敏感和可靠的CTC量化.
主要方法:
- 制造一个α-Fe2O3/Bi2S3异质连接电极,以提高光电化学性能.
- 构建一个aptamer-DNA concatemer (ADC) 接口,以实现高效的CTC捕获和ATP触发释放.
- 实施自校准策略,使用光电流差异来纠正背景噪声和漂移.
- 使用单个FTO电极上的激光笔进行光定位多重检测.
主要成果:
- 开发的LAPECBA实现了对CTCs的50-1000细胞/毫升的线性检测范围.
- 证明了2个细胞/毫升 (S/N = 3) 的低检测极限.
- 自校准策略有效地减少了背景干扰,基线偏移和批量偏差.
- 捕获的CTCs的ATP刺激释放得到了实现,展示了系统的再生能力.
结论:
- 自校准的LAPECBA为高通量和精确的CTC检测提供了一个强大的平台.
- 这项技术具有显著的潜力,可以改善实时癌症诊断和治疗监测.
- 释放CTC的能力有助于下游分子分析,增强临床效用.
