便携式光电化学PEC免疫分析仪用于现场检测乳腺癌生物标志物

传统光电化学检测中为了测量微弱的光电流常常需要昂贵且复杂的电化学工作站和相应的配件，这在一定程度上使仪器复杂化，限制了光电化学检测系统向低成本和便携性发展。因此，用微型器件取代电化学工作站和相应配件的策略是一项重要挑战，可以加速光电化学生物分析从实验室到现实生活的转化。

近期，福州大学唐点平课题组报道了一种基于智能手机的便携式光电化学（PEC）免疫分析仪，用于现场检测乳腺癌生物标志物（人类表皮生长因子受体2，HER2），相关研究成果以题为“Smartphone-Based Photoelectrochemical Immunoassay with Co₉S₈@ZnIn₂S₄ for Point-of-Care Diagnosis of Breast Cancer Biomarker”的论文发表于Research期刊。

该研究构建了一种分体式便携式光电化学免疫传感平台，结合高度集成的小型化设备和Co₉S₈@ZnIn₂S₄修饰的丝网印刷电极，用于HER2的现场检测，并通过智能手机读取检测结果（图1）。目标物识别的免疫反应能够放大Co₉S₈@ZnIn₂S₄的光电流信号。

在手持式小型电路板的协助下，可以测量对应于不同浓度HER2的光电流，并通过蓝牙传输到智能手机进行显示。这项工作将PEC测量的灵敏度与微型电路板和智能手机的便携性相结合，与传统PEC测定相比，可提供更小的样品量和更便携的操作。

图1 光电化学免疫分析传感原理

在探讨了光电免疫过程放大Co₉S₈@ZnIn₂S₄光电流可行性之后，研究人员搭建了一个便携式的检测装置（图2）。具体包括LED灯、3D打印支架、自行设计的集成电路和智能手机的检测系统。

零件装配过程的照片和装配结果如图2（a）所示。该传感体系在满足便携式的基础上拥有较好的检测限，为3.5 pg/mL。

图2 基于智能手机的便携式检测HER2的光电化学传感系统

综上所述，该工作实现了在智能手机上测量光电流，并使用线性方程计算样品中HER2的浓度，诊断结果可以轻松共享或传输到特定的数据平台。

结合光电传感技术和集成电路技术的高灵敏度，所提出的免疫测定能够以3.5 pg/mL检测HER2，远低于临床阈值。

鉴于其出色的检测性能和高度集成的电路，无需额外的电化学工作站和繁琐的控制系统，开发的智能手机光电化学免疫分析为即时检测的发展开辟了一条新方法，适用于临床诊断。

审核编辑：刘清