用于汗液中動脈硬化標志物檢測的集成式電化學傳感器

如今中國城鄉居民心血管患病率不斷增長，臨床醫學上常用于檢測動脈粥樣硬化的手段比如血管造影、多普勒超聲、冠狀動脈CT等，均需要大型醫療設備或侵入性的血液采樣。因此，開發方便、無創的動脈粥樣硬化診斷方法至關重要。

近期，中國科學院長春應用化學研究所的張強研究員與中國人民解放軍聯勤保障部隊第九八九醫院全軍軍事訓練醫學研究所的常祺主任醫師研制了一種集成式電化學傳感器，可以檢測汗液中的膽固醇、轉鐵蛋白、鉀離子等三種動脈硬化標志物，進而跟蹤監測心血管健康狀況。相關工作以“An Integrated Sweat Sensor for Synchronous Detection of Multiple Atherosclerosis Biomarkers”為題發表在國際著名期刊Analytical Chemistry上。

圖1 傳感器與標志物監測應用示意圖

該論文中描述的集成電化學傳感器通過檢測汗液中的膽固醇、轉鐵蛋白和鉀離子生物標志物，提供了一種方便和無創的診斷動脈粥樣硬化的方法。該傳感器基于碳量子點與多壁碳納米管的結合，形成具有高靈敏度和穩定性的雜化框架，碳納米管作為導電骨架并為碳量子點的沉積提供位點，形成的導電網絡成功提高了電極的靈敏度，并降低了檢測限。此外，該研究構筑了一個具有低界面電阻和高效電子轉移速率常數的電極基底，為痕量汗液生物標志物的超靈敏檢測提供了一個高度電化學活性的平臺。

利用β-環糊精與膽固醇的分子識別反應來檢測膽固醇，靈敏度和檢測限分別為6.12 μA/Dec和0.42 nM；利用分子印跡技術來檢測轉鐵蛋白，靈敏度和檢測限分別為0.6 μA/Dec和6.65 ng/L；利用選擇性通透膜來檢測鉀離子, 靈敏度和檢測限分別為60.06 mV/Dec和1 μM。

此外，該研究通過對志愿者汗液中生物標志物的檢測成功展示了傳感器的實用性。綜上所述，這種集成汗液傳感器顯示出作為常規和個性化監測動脈粥樣硬化狀況的一種方便和無創方法的潛力。

審核編輯：劉清