张国军&张志勇Anal. Chem.：纳米传感器检测Aβ42诊断阿尔茨海默病!

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研究内容

基于血液的检测在阿尔茨海默病（AD）的非侵入性早期诊断方面引起了极大的关注，阿尔茨海默病是世界上最常见的神经退行性疾病。尽管在从血清/血浆中检测AD核心生物标志物（如Aβ₄₂）的方法学方面取得了重大进展，但由于其有争议的诊断价值和疾病相关性，对于进一步检测仍具有一定的潜力。

湖北中医药大学张国军教授和北京大学张志勇教授报道了一种石墨烯电解质门控晶体管生物传感器，用于检测血清神经元衍生的外泌体aβ₄₂（NDE-aβ₄₂）。在双重阻断过程的防污策略的辅助下，针对复杂生物背景的噪声显著降低，锻造了令人印象深刻的灵敏度增益，其检测极限为447 ag/mL。首次证明纳米传感器驱动的NDE-Aβ₄₂检测，能够可靠地区分AD患者和非AD患者，甚至能够区分AD和血管性痴呆患者，准确率为100%，Youden指数为1。相关工作以“Nanosensor-Driven Detection of Neuron-Derived Exosomal Aβ₄₂with Graphene Electrolyte-Gated Transistor for Alzheimer’s Disease Diagnosis”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

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研究要点

要点1. 作者首次报道了一种基于纳米生物传感器的无损检测货物分析平台。构建了Au NP修饰的石墨烯电解质门控FET（G-EGT），确定NDE-Aβ42水平并验证其诊断价值。石墨烯是FET活性材料的首选，因为它具有>105 cm² V^-1 s^-1的高载流子迁移率、低薄层电阻、足够的生物相容性、丰富的修饰位点以及对电场和外来掺杂物质的超灵敏响应。

要点2. 该器件采用了防污策略，结合使用BSA和Tween-20，以最小化源自水扩散和非特异性吸附的平行寄生电容并避免信号伪影。由于高信噪比，所开发的生物传感器在检测PBS中的aβ₄₂肽时获得了低至447 ag/mL的LOD。SH-SY5Y衍生的外泌体Aβ42也具有优异的检测性能，与ELISA结果高度一致。对27名受试者的临床分析揭示了NDE-Aβ₄₂的巨大诊断价值，它可以优于血清Aβ₄₂。

要点3. 所开发的电子分析首次证明了纳米传感器驱动的NDE-Aβ₄₂检测，它能够可靠地区分AD患者和非AD患者，甚至能够区分AD和血管性痴呆患者，准确率为100%，Youden指数为1。

这种NDE-Aβ₄₂生物传感器为基于血液的自信AD确定提供了一种稳健的方法。

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研究图文

图1.G-EGT生物传感器的表征。

图2.防污性能分析。

图3.敏感性和特异性。

图4. SH-SY5Y来源的外泌体Aβ₄₂。

图5. 临床分析。

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文献详情

Nanosensor-Driven Detection of Neuron-Derived Exosomal Aβ₄₂ with Graphene Electrolyte-Gated Transistor for Alzheimer’s Disease Diagnosis

Jiahao Li, Wei Ni, Dan Jin, Yi Yu, Meng-Meng Xiao, Zhi-Yong Zhang,* Guo-Jun Zhang*

Anal. Chem.

DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05751