傳統(tǒng)光電化學檢測中為了測量微弱的光電流常常需要昂貴且復雜的電化學工作站和相應的配件，這在一定程度上使儀器復雜化，限制了光電化學檢測系統(tǒng)向低成本和便攜性發(fā)展。因此，用微型器件取代電化學工作站和相應配件的策略是一項重要挑戰(zhàn)，可以加速光電化學生物分析從實驗室到現(xiàn)實生活的轉(zhuǎn)化。

近期，福州大學唐點平課題組報道了一種基于智能手機的便攜式光電化學（PEC）免疫分析儀，用于現(xiàn)場檢測乳腺癌生物標志物（人類表皮生長因子受體2，HER2），相關(guān)研究成果以題為“Smartphone-Based Photoelectrochemical Immunoassay with Co?S?@ZnIn?S? for Point-of-Care Diagnosis of Breast Cancer Biomarker”的論文發(fā)表于Research期刊。

該研究構(gòu)建了一種分體式便攜式光電化學免疫傳感平臺，結(jié)合高度集成的小型化設備和Co?S?@ZnIn?S?修飾的絲網(wǎng)印刷電極，用于HER2的現(xiàn)場檢測，并通過智能手機讀取檢測結(jié)果（圖1）。目標物識別的免疫反應能夠放大Co?S?@ZnIn?S?的光電流信號。

在手持式小型電路板的協(xié)助下，可以測量對應于不同濃度HER2的光電流，并通過藍牙傳輸?shù)街悄苁謾C進行顯示。這項工作將PEC測量的靈敏度與微型電路板和智能手機的便攜性相結(jié)合，與傳統(tǒng)PEC測定相比，可提供更小的樣品量和更便攜的操作。

圖1 光電化學免疫分析傳感原理

在探討了光電免疫過程放大Co?S?@ZnIn?S?光電流可行性之后，研究人員搭建了一個便攜式的檢測裝置（圖2）。具體包括LED燈、3D打印支架、自行設計的集成電路和智能手機的檢測系統(tǒng)。

零件裝配過程的照片和裝配結(jié)果如圖2（a）所示。該傳感體系在滿足便攜式的基礎上擁有較好的檢測限，為3.5 pg/mL。

圖2 基于智能手機的便攜式檢測HER2的光電化學傳感系統(tǒng)

綜上所述，該工作實現(xiàn)了在智能手機上測量光電流，并使用線性方程計算樣品中HER2的濃度，診斷結(jié)果可以輕松共享或傳輸?shù)教囟ǖ臄?shù)據(jù)平臺。

結(jié)合光電傳感技術(shù)和集成電路技術(shù)的高靈敏度，所提出的免疫測定能夠以3.5 pg/mL檢測HER2，遠低于臨床閾值。

鑒于其出色的檢測性能和高度集成的電路，無需額外的電化學工作站和繁瑣的控制系統(tǒng)，開發(fā)的智能手機光電化學免疫分析為即時檢測的發(fā)展開辟了一條新方法，適用于臨床診斷。

審核編輯：劉清