张学记/许太林Anal. Chem.：全集成定量荧光富集平台高灵敏度POC检测唾液癌症生物标志物

研究内容

在现代临床医学中，对唾液中癌症生物标志物进行高灵敏度和高准确性的护理点(POC)检测仍然是一个严峻的挑战。

深圳大学张学记和许太林 开发了一种新的完全集成的比率荧光富集平台，该平台利用声辐射力富集双发射夹心免疫复合物，用于POC视觉测定。结果，来自红色和绿色荧光(分别为捕获探针和报告探针)的颜色信号增强了近10倍，并且有效地提高了比色灵敏度。当使用便携式紫外线灯照射时，肉眼可以清楚地看到从红色变为绿色的荧光颜色，这允许对癌胚抗原(CEA)水平进行半定性评估。结合自制的基于智能手机的便携式设备，对CEA等癌症生物标志物进行量化，检测极限低至0.012 ng/mL。相关工作以“ Fully Integrated Ratiometric Fluorescence Enrichment Platform for High-Sensitivity POC Testing of Salivary Cancer Biomarkers ”为题发表在国际著名期刊 Analytical Chemistry 上。

研究要点

要点1. 作者制备了一种完全集成的POC检测设备，用于唾液中肿瘤生物标志物如CEA(一种重要的临床肿瘤标志物)的高灵敏度视觉检测。该设备集成了便携式超声富集平台和比率荧光免疫传感器。制备了与抗CEA单克隆抗体(mAb1)(Eu-MOF-mAb1)偶联的红色荧光铕金属有机骨架(Eu-MOFs)和绿色荧光异硫氰酸荧光素标记的抗CEA单克隆单克隆抗体(mAb2-FITC)作为捕获和信号探针，形成夹层结构复合物Eu-MOF-mAb1/CEA/mAb2-FITC以鉴定和响应靶物质。

要点2. 来自红色和绿色荧光(分别为捕获探针和报告探针)的颜色信号增强了近10倍，并且有效地提高了比色灵敏度。当使用便携式紫外线灯照射时，肉眼可以清楚地看到从红色变为绿色的荧光颜色，这允许对癌胚抗原(CEA)水平进行半定性评估。结合自制的基于智能手机的便携式设备，对CEA等癌症生物标志物进行量化，检测极限低至0.012 ng/mL。

要点3. 作者还直接量化了人类唾液样本中的CEA，以研究这个完全集成的平台的可靠性，从而验证了所提出的策略在临床诊断和家庭监测身体状况方面的有用性。所提出的完全集成检测平台的策略对于癌症的POC诊断具有巨大潜力。

研究图文

图1. Eu-MOF-mAb1的制备和表征。

图2.（A）驱动频率下微腔声压分布的有限元分析。（B）Eu-MOF-mAb1在超声激活0、3、6和9 s后的荧光强度。（C）Eu-MOF-mAb1聚集的时间推移显微镜图像（i）和荧光图像（ii）。（D）Eu-MOF-mAb1和mAb2-FITC混合溶液在超声激活下，在不存在和存在CEA的情况下荧光随时间变化。

图3.（A）使用基于智能手机的超声富集平台进行CEA视觉检测的示意图。（B）超声激活下含有不同浓度CEA(从0到30 ng/mL)的Eu-MOF-mAb1和mAb2-FITC混合溶液的荧光图像。（C）G/R比率与不同CEA浓度(从0到30 ng/mL)的关系。（D）G/R值在0.1-20 ng/mL的浓度范围内的线性相关性。（E）超声集成比率荧光免疫传感器对CEA检测的特异性。（F）基于智能手机的POCT设备和商业酶联免疫吸附测定试剂盒用于唾液样本CEA检测的比较。（G）超声集成比率荧光免疫传感器的稳定性测试。

文献详情

Fully Integrated Ratiometric Fluorescence Enrichment Platform for High-Sensitivity POC Testing of Salivary Cancer Biomarkers

Shuxin Zhang, Yong Luo, Wenxuan Zhuang, Geng Zhong, Lei Su, Tailin Xu,* Xueji Zhang*

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c03170