比色适配体传感器用于乳腺癌液体活检中外泌体的检测
亮点
• 比色适配体传感器区分乳腺癌血清，灵敏度84%，特异性90%。
• 简单的光学检测在乳腺癌液体活检中达到与乳腺X线摄影相当的性能。
• 在1:1稀释的血清中实现肿瘤来源外泌体的混合-测量检测。
• 抗聚集检测法以高诊断准确性检测GREM-1阳性外泌体。
• TEM成像与金纳米粒子团簇的外泌体诱导解聚相一致。
摘要
外泌体是纳米级的细胞外囊泡，携带反映其起源细胞的分子特征，使其成为液体活检应用中有吸引力的生物标志物。在本研究中，我们提出了一种快速且高度特异性的比色适配体传感器，用于检测血清中表达Gremlin-1（GREM1）的外泌体。该传感策略依赖于金纳米粒子团簇的解聚作用，这些团簇最初由氯化钠诱导聚集形成，在靶标选择性结合后被触发。金纳米粒子用硫醇化的Ex.50.T适配体进行功能化，该适配体特异性识别外泌体GREM1，结合事件会引发等离子体谱中可测量的光谱偏移。使用从乳腺癌血清样本中分离的纯化外泌体的系列稀释液，检测限低于10^6个外泌体/毫升，证明了该方法在受控条件下的灵敏度和稳健性。将该方法应用于100份临床血清样本，显示出优异的诊断性能，灵敏度为84%，特异性为90%——这些数值与乳腺X线摄影相当——且无需广泛的样本处理。与商业ELISA和基于Ex.50.T适配体的ELONA的比较分析证实了本文提出的方法具有卓越的区分能力。透射电子显微镜通过揭示外泌体物理破坏金纳米粒子聚集体，进一步证实了该机制。这些结果凸显了以外泌体为中心的传感策略的诊断潜力，并将这种基于适配体的比色平台确立为通过液体活检进行乳腺癌非侵入性筛查的有前景候选方案。
图形摘要
[图形摘要图片说明]
关键词：适配体传感器；比色传感器；液体活检；外泌体检测；金纳米粒子（AuNPs）；抗聚集检测
数据可用性
数据将根据要求提供。
作者简介
Bartolomeo Della Ventura 是一位生物技术专家，也是意大利那不勒斯“费德里科二世”大学物理系的副教授。他提出了一种基于紫外线激活IgG的新型表面功能化程序（光化学固定技术，PIT），并将其应用于多种生物传感器（压电式、比色式和电化学式），用于医学诊断、食品安全和环境监测。
Cristina Quintavalle 是意大利那不勒斯国家研究委员会（CNR）肿瘤、代谢和免疫学内型研究所（IEOMI）的研究员。她是一位生物技术专家，拥有那不勒斯费德里科二世大学博士学位，她的研究主要聚焦于微小RNA在肿瘤生物学和耐药性中的作用。她的重要贡献包括开发和表征作为诊断和治疗工具的RNA适配体。在她的研究中，她结合分子生物学和临床合作进行转化研究，特别是在识别癌症生物标志物和新型治疗策略方面。
Erica Cavaliere 是意大利那不勒斯“费德里科二世”大学物理系的博士生。她之前在同一所大学获得了工业生物技术的学士和硕士学位。她的研究兴趣集中在光学生物传感器，特别是免疫传感器、适配体传感器和DNA传感器，并应用于医学诊断和环境监测。
Kristin Tkalčec 是玛丽·斯克沃多夫斯卡-居里博士生研究员，隶属于Horizon Europe CanDoIt项目。她就职于那不勒斯费德里科二世大学分子医学和医学生物技术系，正在开发用于乳腺癌细胞外囊泡及其携带核酸的识别元件。她的工作聚焦于适配体——一种能够折叠成独特三维结构并选择性结合靶标分子的短单链核酸。她拥有生物技术与药物研究学士学位和医学生物技术硕士学位。
Paolo Aniello 是意大利那不勒斯“费德里科二世”大学“Ettore Pancini”物理系的理论物理研究员。他在同一所大学获得物理学硕士学位，并在意大利热那亚大学获得博士学位。他的研究兴趣主要集中在将高级数学工具应用于理论和应用物理学的各个领域。
Vincenzo Iannotti 是意大利那不勒斯费德里科二世大学“Ettore Pancini”物理系的凝聚态物理和实验物理学教授。他在这所机构获得了物理学博士学位和硕士学位。他在磁弹性材料及其传感应用方面拥有长期经验。他的研究兴趣包括磁性-等离子体纳米结构、二维材料（MXenes）以及用于生物医学、传感和生物传感应用的可生物相容纳米复合材料的开发。
Gerolama Condorelli 是意大利那不勒斯费德里科二世大学分子医学和医学生物技术系的一般病理学正教授。她的研究聚焦于人类癌症中的微小RNA和其他非编码RNA、癌症干细胞、治疗性适配体、肿瘤微环境动力学，以及用于诊断和预后应用的癌症来源细胞外囊泡。她负责协调医学生物技术硕士项目，并参与多项国际学术倡议。她是多项与基于RNA的诊断和治疗相关的专利的共同发明人。
Raffaele Velotta 是意大利那不勒斯费德里科二世大学“Ettore Pancini”物理系的物理学正教授。他在同一所大学获得物理学硕士和博士学位，并曾担任伦敦帝国理工学院访问研究员。他的研究兴趣包括等离激元学、光学和电化学生物传感器，以及用于诊断平台的功能化策略。他的团队开发了光化学固定技术（PIT）以及基于等离激元增强荧光和纳米粒子比色法的传感方法，用于检测临床相关生物标志物和病原体。他持有多项生物传感技术相关的国际专利。
版权信息
© 2026 作者。由Elsevier B.V.出版。
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