综述:肝细胞癌电化学生物传感器

时间:2025年5月6日
来源:Clinica Chimica Acta

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这篇综述系统分析了肝细胞癌(HCC)电化学生物传感器的最新进展,重点探讨了基于纳米材料(如金纳米颗粒、碳纳米管)、微流控技术和无标记方法的高灵敏度检测平台,用于识别传统标志物(如甲胎蛋白AFP)和新兴靶标(如循环肿瘤DNActDNA)。文章强调了其在即时诊断(point-of-care)和早期筛查中的潜力,同时指出临床转化面临的标准化和规模化生产挑战。

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肝细胞癌早期检测的生物标志物

肝细胞癌(HCC)占原发性肝癌的90%以上,其全球发病率因代谢性疾病和病毒性肝炎持续攀升。传统蛋白标志物如甲胎蛋白(AFP)及其岩藻糖基化亚型(AFP-L3)、异常凝血酶原(DCP)和磷脂酰肌醇蛋白聚糖3(GPC3)仍是诊断核心,但灵敏度不足推动了对非编码RNAmiRNAs和ctDNA等遗传标志物的探索。这些分子可动态反映肿瘤负荷,为早期诊断提供新思路。

电化学生物传感方法学

电化学检测通过氧化还原反应或电极界面电学特性变化定量生物标志物,兼具高灵敏度(可达飞克级)和便携性。纳米材料如石墨烯通过增大表面积和加速电子传递提升性能,而适体(aptamer)修饰电极可特异性捕获AFP等靶标。微流控芯片整合样本预处理与多标志物并行检测,显著缩短分析时间。

当前技术趋势与创新

无标记免疫传感器通过直接监测抗原-抗体结合引起的阻抗变化简化流程。信号放大策略如酶催化沉积或纳米粒子聚集将检测限降低至10-15 g/mL。三维打印电极和柔性基底材料推动可穿戴传感器的研发,适用于高危人群长期监测。

临床应用挑战

尽管实验室性能优异,生物传感器在真实样本(如全血)中的抗干扰能力、批间重复性和长期稳定性仍需优化。标准化生产流程和跨中心临床验证是转化医学的关键瓶颈,而成本控制将决定其在资源有限地区的普及潜力。

未来展望

下一代传感器或整合人工智能算法实现动态数据分析,结合液体活检技术构建多组学诊断网络。通过大规模队列验证,这类工具有望重塑HCC诊疗范式,从被动治疗转向主动预警和个性化干预。

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