外泌體作為一種直徑約30-150nm的脂質(zhì)雙層膜囊泡，幾乎所有的細胞均可分泌，廣泛分布于人體體液中。外泌體攜帶著起源細胞的多種物質(zhì)，如膜蛋白、核酸、脂質(zhì)等，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉移中起著至關重要的作用，是早期癌癥臨床診斷中的一類重要標志物。電化學方法具有穩(wěn)定性強、靈敏度高、易操作等特點，使其在臨床診斷、生物傳感、環(huán)境監(jiān)測等方面得到了廣泛的應用。采用電化學生物傳感技術實現(xiàn)外泌體的高靈敏精準檢測對于癌癥的早期診斷、療效評價及預后分析具有重要意義。

近期，中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所與中科院重慶綠色智能技術研究院研究人員開發(fā)了一種基于二維過渡金屬碳/氮化物（MXene）材料的新型電化學傳感器，用于外泌體的識別與檢測。MXene作為一種新興的二維材料，具備大的比表面積、高的導電性以及較強的催化能力，針對該材料的研究豐富了其在催化、電容器、生物傳感和成像等領域中的應用。

在該研究中，研究人員通過真空輔助的方法制備二維MXene平面膜，并利用電化學外加電位作用在二維膜表面負載金（Au）納米陣列，得到Au-MXene二維復合膜。一方面，該方法利用了MXene二維材料構筑成膜，能夠負載大量的上皮細胞粘附分子蛋白適配體，特異性識別捕獲外泌體；另一方面，通過超速離心分離純化肺癌細胞（A549）分泌的外泌體，對其進行溶酶體相關膜蛋白適配體修飾，能夠填充復合膜表面未結合的活性位點，進一步放大檢測信號。結果表明，所構建的電化學傳感器對外泌體的檢出限可以達到每毫升58個，具有良好的重復性、寬的檢測范圍以及高的靈敏度。該研究為外泌體的精準檢測提供了一種高靈敏的新平臺，也拓寬了二維材料在生物傳感領域的應用。

二維材料復合膜用于外泌體檢測示意圖

相關研究成果以“Hierarchical Au nanoarrays functionalized 2D Ti2CTx MXene membranes for the detection of exosomes isolated from human lung carcinoma cells”為題發(fā)表在Biosensors and Bioelectronics上。研究工作獲得了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委、江蘇省自然科學基金等的資助。

論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114647

審核編輯 ：李倩