罗细亮教授课题组在抗干扰光电化学疾病标志物传感器领域取得新进展

随着科学技术的快速发展及生活水平的提高，身体健康越来越受到人们的重视。 对癌症等重大疾病精确的早期诊断及有效防控，能够有力保障人民的健康，从而为推动经济社会的发展做出重大贡献。生物传感器是重大疾病体外诊断的重要方式。在实际生物样品中，往往含有多组分还原性较强的小分子及其它生物大分子，它们很容易污染传感器表界面而产生干扰信号，导致检测结果的可靠性大大受限。通过发展新型的传感体系及信号策略，实现复杂环境中低浓度疾病标志物的精准检测是当前的科学前沿问题。

针对上述问题，青岛科技大学化学与分子工程学院罗细亮教授课题组近期报道了一种新颖的肽基阴极光电化学疾病标志物传感器，该成果以“Peptide-Based Photocathodic Biosensors: Integrating a Recognition Peptide with an Antifouling Peptide”为题，发表在美国化学会期刊Analytical Chemistry上。

该策略中，以ITO导电玻璃作为基底，电化学沉积CuBi₂O₄并修饰Au纳米颗粒后，得到CuBi₂O₄/Au光阴极。CuBi₂O₄是一种无毒的P型三元化合物半导体，其固有的带隙约为1.79 eV，能够有效吸收太阳光谱中的可见光区域。贵金属Au纳米颗粒由于其表面等离子体共振效应而表现出优良的导电性和光学特性，能够与接触的CuBi₂O₄产生激子-等离子体耦合效应，有效延长激发电子的寿命，增加电荷总密度，从而产生明显的阴极光电流输出。

该肽基传感器的显著特征是，在光阴极上同时修饰有识别多肽和防污多肽。识别多肽序列为PPLRINRHILTR，它与人绒毛膜促性腺激素（hCG）具有较强的特异性亲和力。与传统的抗体识别探针相比，短链的多肽识别探针空间位阻小，有效减少了光阴极的电流输出损失。防污多肽序列为EKEKEKEPPPPC，所形成的防污界面对非特异性生物大分子具有良好的抗吸附性能。与BSA等传统的封闭试剂相比，防污多肽空间位阻小、表面阻断性能强。基于光阴极明显的电流输出，结合识别多肽与防污多肽的优异特性，所构建的肽基阴极光电化学疾病标志物传感器能够在复杂生物基质中实现对目标物的高灵敏、精准检测。

该研究成果，第一作者是2018级硕士研究生顾士亭，通讯作者是罗细亮教授和范高超博士。本工作得到了国家自然科学基金（22074073，21275087）、山东省泰山学者建设专项基金（ts20110829）等项目的支持。

文章链接：https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c05234