20 分钟、0.06 美元一次,AIE荧光微球测PSA试纸条做到了 0.28 ng/mL!

浙江省农业科学院与上海理工大学团队在 *Talanta* 上发了一张聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)荧光微球侧向层析试纸条,实现20 分钟定量测血清里的前列腺特异抗原(prostate-specific antigen,PSA),检出限 0.28 ng/mL,40 份血清比对化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay,CLIA)跑出的灵敏度 96.2%、特异度 100%、一致性 97.5%,作者自述单次成本约 0.06 美元。

打法

传统荧光材料有个老问题,浓度一高、一聚集就自淬灭。AIE 分子反过来,聚集体越挤越亮。作者把 AIE 分子包进羧基化聚苯乙烯微球,做成信号载体。

三只小鼠免疫后效价都过 1:32000,取效价最高的 2 号鼠做融合,脾细胞与 SP2/0 骨髓瘤按 7:1 融合,间接 ELISA 筛,四轮亚克隆拿到稳定细胞株,再用腹水制备、Protein G 纯化,得到亚型 IgG1,效价 1:64000,对实验室现存的 20 种肿瘤标志物无交叉;免疫组化在前列腺癌组织胞浆里染出棕黄色,胃癌组织不着色。

微球经 EDC/NHS 活化后标记抗体,标记后粒径从 216.7 nm 涨到 237.9 nm,zeta 电位从 −29.4 mV 到 −24.4 mV,偶联成功。试纸条上,T 线包被抗 PSA 多克隆抗体,C 线是羊抗鼠 IgG。

读数交给一台 3D 打印的便携仪 LumiS-1 Pro,170×75×60 mm,365 nm 激发,丝杆带动步进扫描,通过蓝牙把结果传递给手机 App。

性能评估

上样量 10 μL 血清 + 90 μL Tris-HCl,优化下来 20 分钟读值最高,偶联 pH 6.0,抗体用量 60 μg,探针浓度 0.3 mg/mL,缓冲液 Tris-HCl。

标准曲线在 0.5–62.5 ng/mL 区间拟合为 y = 0.7165 + 1.4167x + 1.6415x²,R² 0.9936。

10 份独立阴性样本各测三次,T/C 均值 0.1742、标准差 0.0637,阈值取均值加三倍标准差得 0.3653;再拿低浓度样本往下稀释,理论浓度为0.28 ng/mL 的样品响应信号值最接近这个阈值,于是定它为检出限。

临床真实样品评价

临床评价用了 40 份血清:26 份来自前列腺癌患者,14 份来自健康人,参照方法是 CLIA。

结果只有 1 例假阴性,化疗之后采集的。作者认为可能与患者个体因素或血清基质干扰有关,需要更大的队列再查。

总体给出的灵敏度 96.2%、特异度 100%、与 CLIA 一致性 97.5%;阳性组与阴性组的 PSA 水平差异 P < 0.0001。

稳定性

5 个批次的试纸条测试 0.5 ng/mL 的 PSA,批间 RSD 7.31%。室温干燥避光存放,75 天检测响应没有明显变化。交叉反应上,与 50 ng/mL 的 CA-153、CA-125、CEA、AFP、NSE、PAP 无交叉反应。

“由于其高灵敏度、便携性、智能定量读数和低成本,该平台为去中心化的 PSA 检测和基层医疗与资源有限地区的初步前列腺癌筛查,提供了一个有前景的工具。”

Wu Y, Wang Y, Huang X, Chen G, Gu Y, Wang X, Liu Q. An aggregation-induced emission fluorescent microsphere-based intelligent lateral flow immunosensor for rapid and quantitative detection of prostate-specific antigen. *Talanta*. 2027;313:130766. DOI: 10.1016/j.talanta.2026.130766(在线先发 2026-10-12;印本 2027-03)

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