宋世平/Hong Jiang Anal. Chem.：电化学生物传感器检测神经系统疾病生物标志物

研究内容

神经丝蛋白轻链（NEFL）是神经退行性疾病的潜在生物标志物，白细胞介素-6（IL-6）也与神经炎症密切相关。尤其是NEFL和IL-6是已知的两种丰度最低的神经系统疾病蛋白标志物，其检测对这类疾病的早期诊断和预后预测非常重要。然而，血清中低浓度NEFL和IL-6的定量检测仍然相当困难，尤其是在护理点测试（POCT）中。

上海大学宋世平/上海交通大学医学院附属第九人民医院Hong Jiang开发了一种便携式、灵敏的电化学生物传感器，该生物传感器与智能手机相结合，可应用于多种场景，用于NEFL和IL-6的定量检测，满足POCT的需求。其在2小时内检测到6 μL血清中低至5.22 pg/mL的NEFL和低至3.69 pg/mL的IL-6，这表明该电化学生物传感器在血清系统中工作良。相关工作以“Electrochemical Biosensor for Point-of-Care Testing of LowAbundance Biomarkers of Neurological Diseases”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。。

研究要点

要点1.作者报道了一种新型便携式电化学生物传感器，用于快速现场检测血液中的NEFL和IL-6。利用电化学生物传感器实现对这两种生物标志物的高灵敏度和便携式检测，因为它们具有易于集成和小型化的特性，可以与移动终端设备顺利结合，更适合POCT。

要点2.作者在双通道电极上设计了双抗体夹心结构，使用智能手机采集电化学生物传感信号。在设计中，捕获抗体固定在电极表面并捕获血液中的靶标，然后生物素化检测抗体与链亲和素-多辣根过氧化氢酶结合放大信号，从而提高生物传感器的灵敏度。

要点3.该传感器在2小时内检测到6 μL血清中低至5.22 pg/mL的NEFL和低至3.69 pg/mL的IL-6，表明该电化学生物传感器在血清系统中工作良好。结果还表明，对血清样品的检测能力优于高灵敏度ELISA。重要的是，通过检测血清中的NEFL和IL-6，该生物传感器显示了其在POCT模型中检测所有已知神经疾病生物标志物的潜力，使其有可能对神经退行性疾病患者进行大规模筛查。

研究图文

图1. NEFL和IL-6的测定。

图2. NEFL的捕获抗体（A）和检测抗体（B）的浓度的优化，SA-poly-HRP 80（C），阻断溶液的类型（D）以及它们的浓度（E）和阻断时间（F）。

图3. IL-6蛋白捕获抗体（A）和IL-6蛋白检测抗体（B）的浓度的优化。封闭溶液的类型（C）和封闭时间（D）。

图4. 基于电化学生物传感器（A）和ELISA（B）的NEFL检测的剂量-反应曲线。基于电化学生物传感器（C）和ELISA（D）的IL-6检测的剂量-反应曲线。

文献详情

Electrochemical Biosensor for Point-of-Care Testing of LowAbundance Biomarkers of Neurological Diseases

Ziyue Huang, ∇ Lei Zhang, ∇ Yanzhi Dou, Xue Liu, Shiping Song,* Hong Jiang,* Chunhai Fan

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c01278