A novel electrochemical sensor based on process-formed laccase-like catalyst to degrade polyhydroquinone for tumor marker

Anti-Fouling Strategies of Electrochemical Sensors for Tumor Markers

“…After the antibody was modified on the surface of the immunomagnetic beads, BSA acted as a blocking agent to block any possible remaining active sites and prevent the non-specific adsorption of proteins in complex biological samples. The resulting biosensor still has good sensitivity and specificity performance and an anti-fouling effect [66][67][68][69][70][71]97].…”

“…These materials include PEG and its derivatives [44][45][46][47][48][49], zwitterionic polymers [41,[50][51][52], peptides [53][54][55][56][57], and hydrogels [58][59][60][61], among others [62][63][64]. A new method has been developed in recent years, whereby the immunorecognition and signal readout platforms are separated, and the anti-fouling material is used to modify magnetic beads instead of the electrode's surface, resulting in good conductivity of the electrode [65][66][67][68][69][70][71][72]. The immunological recognition process occurs on the magnetic beads' surface, taking advantage of the large specific surface area of functionalized magnetic beads to increase the sites for antibody binding.…”

Chemiluminescence Immunoassay: A Sharp Tool for in Vitro Diagnosis

“…根据检测原理和方法，体外诊断可主要分为：生化诊断、分子诊断、微生物诊断和免疫诊断 [2] 。 分子诊断是以分子生物学方法为基础，对遗传物质的结构或表达水平进行检测的技术 [2] 。如核 酸检测利用的就是分子诊断方法，将病毒的RNA序列通过逆转录酶反转录为DNA并进行扩增，利用 特异性Taqman探针对扩增得到的DNA"打上标记" ，与靶标序列杂交时会产生荧光信号并被记录下 来进行判断(图1) [3] 。临床上，分子诊断还被应用于肿瘤早筛，针对明确的肿瘤进行相关标志物或基 因检测可对肿瘤情况、病因、治疗效果、预后等进行评估。 图1 RT-PCR检测原理(Taqman探针法) [3] 免疫诊断是我国体外诊断领域中规模最大、市场上产品最多、发展速度不断加快的领域之一。 从荧光免疫分析(fluorescene immunoassay，FIA) [4] ，放射免疫分析(radio immunoassay，RIA) [5] ，免 疫胶体金 [6] ，酶免疫分析(enzyme immunoassay，EIA) [7] 到化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay，CLIA) [8] ，免疫诊断领域不断发展。化学发光免疫分析方法相较于其他的免疫诊断技 术不必使用放射性元素来标记，同时具有更高的稳定性，与其他技术的结合也给化学发光免疫分析 技术的发展带来新的契机。其在食品、环境等领域都有使用，但在临床上我国从20世纪90年代才得 到应用，而在欧美等国家，化学发光免疫技术已经在临床项目中得到普及，自动化仪器的生产制造 已进入成熟期。 微生物诊断是指利用病人的痰、尿、血液、穿刺液及创伤口等处的原液来扩大培养，最终确定 微生物的种类和浓度，从而判断病人的致病机理的方法 [9] 。临床上最常见的微生物诊断就是尿常规 检测和大便常规检测，可以判断出体内的炎症情况。 生化检测是指通过基于生物化学反应，对人体内的大分子如蛋白质、糖类、脂肪，小分子如无 机元素等的体外诊断方法 [2] 。临床上可以通过生化诊断实现对肝功能、肾功能、血糖、血脂等的检 查。 2 化学发光免疫分析的原理和分类 化学发光免疫分析结合了化学发光反应和免疫学的特点，通过将发光物质或酶标记在抗原或抗 体上，抗原或抗体与待测物质发生特异性结合，随后加入氧化剂、化学发光底物或是电压的激发， 通过氧化剂氧化发光物质，酶催化发光底物或是发光物质在电压的激发下形成高能的激发态，由于 激发态不稳定，再回到基态过程中会以光的形式释放出能量，同时由于待测物浓度与发光强度在一 定条件下呈线性定量关系，因此借助仪器检测发光的强度就可以确定待测物的含量 [10] 。以测定人绒 毛膜促性腺激素(HCG)为例(图2)， 待测物HCG首先与酶标记的抗体以及发光标记物标记的抗体反应， 形成双抗体夹心复合物，随后再加入与含有与发光标记物结合的磁珠，通过磁铁将复合物聚集，最 后加入发光底物产生光信号进行定量 [11] [12] 、癌胚抗原(CEA) [13] 、糖类抗原(CA125、CA153、 CA19-9) [14,15] 、人附睾蛋白(HE4) [16] 、磷状细胞癌相关抗原(SCC) [17] 、神经元特异性烯醇化酶(NSE) [18] 、 高尔基体蛋白(GP73) [19] 等的检测。若标志物在人体内的含量升高，可以初步判断是否患有肝癌、胃 肠道癌症、卵巢癌、子宫癌等癌症或是患有相关癌症的倾向。同时，在术后对这些指标进行检测还 可以判断恢复情况。如正常人血清中利用化学发光法检测到的CA153参考值上限为35 U•mL −1 [20] ，若 高于该值，那么就判断患者可能患有乳腺癌或是一些其他的恶性肿瘤，需要进一步的检测来明确诊 断。而乳腺癌患者中若体内CA153的值相比前次诊断升高，那么就可能显示着病情的恶化，若无变 化则意味着病情稳定。 除了应用于肿瘤标志物检测外，化学发光免疫分析法还被应用于各类疾病的筛查。如对各类激 素及其代谢产物包括人绒毛膜促性激素(total hCG) [21] 、甲状腺素(total T4) [22] 、肌酸激酶(CK)、肌酸 激酶同工酶(CK-MB)、肌红蛋白(Mb) [23] 、甲型肝炎病毒抗体IgM (抗-HAVIgM) [24] 等相关的联合检 测，可以判断关于甲状腺、肝脏、肾脏、心血管、血液等方面疾病的患病可能性。在产前筛查中， 应用化学发光法对游离-β-人绒毛膜促性腺激素(free β-hCG)、抑制素A (INH A)和胎盘生长因子 (PLGF)等进行检测，可以对胎儿是否患有唐氏综合症和神经管缺陷疾病进行初步判断 [25] 。通过对转 铁蛋白(TRF)、铁蛋白(FER)、可溶性转铁蛋白受体(sTfR)、叶酸(FA)和维生素B 12 (VB12)等进行检测 则可以进行贫血的诊断以及原因判断 [26] 。对皮质醇(Cortisol)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、生长激素 (GH)和胰岛素样生长因子结合蛋白-3 (IGFBP-3)等进行检测可以判断是否有皮质醇增多症、...…”

Universal and High-Speed Zeptomolar Protein Serum Assay with Unprecedented Sensitivity

“…EC assays provide a powerful and promising tool for the development of sensitive detection of proteins due to their rapidity, robustness, sensitivity, cost-effectiveness, and environmental insensitivity toward electroactive labels. − With the impressive sensitivity demonstrated so far, they have the potential to replace ELISA in certain applications, especially those involving point-of-care testing and in vitro diagnosis. In the case of proteins, EC assays can analyze samples with target concentrations 5–6 orders of magnitude lower than traditional ELISA. , However, most existing EC methods are still unable to accurately detect trace amounts of protein.…”