医工院团队研制新型纳米免疫传感器为前列腺癌筛查提供即时检测方案

本站讯（医学部 供稿）近日，天津大学医学工程与转化医学研究院科研团队成功研制了一种新型的针对前列腺癌的丝网印刷纳米免疫传感器，通过对血清中前列腺癌生物标志物的多参数检测，提供比常用前列腺特异性抗原单物质分析更为准确的检测方法，临床实验结果表明该检测方法简单、快速、灵敏，有望为前列腺癌大规模基层筛查提供有效的即时检测方案。

前列腺癌作为泌尿系统最常见的肿瘤之一，其发病率呈逐年上升趋势，发病年龄日趋年轻化。前列腺特异性抗原(tPSA)是目前应用最为广泛的前列腺癌肿瘤标志物，当前列腺癌细胞中的蛋白酶表达异常时，tPSA的一种组成成分游离前列腺特异性抗原(fPSA)比例降低，因此临床检验通常使用f/tPSA来进一步提高前列腺癌筛查的敏感性和特异性。目前常用的fPSA及tPSA的检测方法包括酶联免疫吸附测定、荧光免疫、化学发光免疫和放射免疫等。然而，这些常规免疫测定法较复杂，并且设备庞大、耗时长、对操作人员技术要求高，不适应于前列腺癌大规模基层筛查使用。

电化学生物传感器具有操作方便、灵敏度高、响应速度快等优点。基于此，医工院团队研制了一种基于三层纳米修饰的新型电化学丝网印刷免疫传感器，实现对血清中fPSA和tPSA的同步检测。在研发过程中，团队首先将二硫化钼纳米片层修饰在丝网印刷电极上，用以增加电极的反应接触面积，接着固定铂包金纳米复合材料，利用金-铂双金属结构的特性进一步放大电化学信号，最后通过循环伏安法将聚多巴胺固定在电极表面，增强电极的生物相容性，从而为fPSA及tPSA敏感抗体提供更多的结合位点，有效提高了生物传感器的灵敏度。

研究团队利用差分脉冲伏安法详细考察了新型传感器对血清fPSA和tPSA的检测能力，证实其可以实现0.1 pg/mL—100 ng/mL宽范围的分析，最低检测下限可达1.1 fg/mL，远优于4 ng/mL的现有临床标准。团队进一步与天津市肿瘤医院检验科合作开展了相关临床实验，结果证实新型传感器对灰区4-10 ng/mL的前列腺癌患者样本可进行可靠有效的区分。以上工作为下一步开展前列腺癌大规模基层筛查检测提供了有力的技术支撑。

上述研究成果以“Electrochemical immunosensor based on hybrid MoS2/Pt@Au-nanoprism/PDA for simultaneous detection of free and total prostate specific antigen in serum”为题，于2022年1月13日在线发表在《Sensors and Actuators B: Chemical》。该论文由天津大学与天津市肿瘤医院共同合作，第一单位为天津大学医学工程与转化医学研究院，青年教师李爽为论文第一作者，硕士研究生张嘉伟、胡畅、白永昌以及副教授TAN CHERIE SHUO等参与工作。