近日,我校制药工程学院侯晓虹教授团队在阿尔茨海默病血液早期诊断领域取得最新进展。相关研究成果以“A novel NH2-UiO-66/TAPA-DHNDA-COF heterojunction photocathode paired with NiCo2S4@ZnIn2S4 photoanode for self-powered photoelectrochemical detection of Aβ42 and Aβ40 based on redox cycling signal amplification”为题,在线发表于国际知名生物传感期刊Biosensors and Bioelectronics(IF=11.8)。
阿尔茨海默病(AD)是进展性神经退行性疾病,脑内β淀粉样蛋白(Aβ)异常聚集是其核心病理特征,血浆Aβ42、Aβ40浓度及二者比值是AD早期无创筛查关键生物标志物。临床现有检测手段存在明显短板:PET脑部成像检测成本高昂、普及难度大;脑脊液穿刺取样为有创操作,存在手术风险;血液样本中Aβ蛋白含量仅fg/mL~pg/mL级别,血液基质复杂,极易产生信号干扰,亟需高灵敏、抗干扰、无需外接电源的新型检测技术。因此,本研究构建一套双光电极自供能光电化学(SP-PEC)传感平台,实现Aβ42、Aβ40两种标志物同步高灵敏定量检测。该平台以席夫碱反应原位合成的NH₂-UiO-66/TAPA-DHNDA-COF(NU66/T-D-COF)MOF/COF异质结作为光阴极基底,NiCo2S4@ZnIn2S4(NCS@ZIS)复合材料作为配套光阳极;依托两种光电材料固有的费米能级差,体系无需外接偏压即可依靠光能转化产生的电势差完成自驱动检测。针对两种目标标志物,分别采用碲化镉量子点(CdTe-QDs)、硫化镉量子点(CdS-QDs)标记特异性二抗,构建双夹心免疫识别体系;同时引入抗坏血酸(AA)氧化还原循环机制,持续再生信号介质、抑制光生电子-空穴复合,实现检测信号大幅放大。光阴极体系具备天然抗干扰优势:血浆中抗坏血酸、尿酸、葡萄糖等常见干扰物仅发生氧化反应,不会产生阴极光电流,可显著降低假阳性信号。
本工作首次将MOF/COF异质结光阴极、双量子点差异化标记、氧化还原循环信号放大整合至双光电极自供能传感体系,同步实现两种AD核心标志物超灵敏检测,规避传统PEC传感器外接电源、背景干扰强、仅能单一指标检测等缺陷,为血液无创早期筛查阿尔茨海默病提供全新技术方案。后续课题组将进一步拓展检测靶点,引入磷酸化tau蛋白同步检测,并联合临床医院开展大样本临床样本验证,推动该传感平台临床转化应用。

我校2023级博士研究生王楼群为论文第一作者,制药工程学院侯晓虹教授为通讯作者,沈阳药科大学为第一通讯单位。该项目得到国家自然科学基金(No. 82273898)、辽宁省教育厅自然科学基金(No. 2020LJC01)联合资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.bios.2026.118911。