近日，天津大學醫學工程與轉化醫學研究院科研團隊成功研製了一種新型的針對前列腺癌的絲網印刷納米免疫感測器，通過對血清中前列腺癌生物標誌物的多參數檢測，提供比常用攝護腺特异性抗原單物質分析更為準確的檢測方法，臨床實驗結果表明該檢測方法簡單、快速、靈敏，有望為前列腺癌大規模基層篩查提供有效的即時檢測方案。
前列腺癌作為泌尿系統最常見的腫瘤之一，其發病率呈逐年上升趨勢，發病年齡日趨年輕化。攝護腺特异性抗原（tPSA）是現時應用最為廣泛的前列腺癌腫瘤標誌物，當前列腺癌細胞中的蛋白酶表達异常時，tPSA的一種組成成分游離攝護腺特异性抗原（fPSA）比例降低，囙此臨床檢驗通常使用f/tPSA來進一步提高前列腺癌篩查的敏感性和特异性。現時常用的fPSA及tPSA的檢測方法包括酶聯免疫吸附測定、螢光免疫、化學發光免疫和放射免疫等。然而，這些常規免疫測定法較複雜，並且設備龐大、耗時長、對操作人員科技要求高，不適應於前列腺癌大規模基層篩查使用。
電化學生物感測器具有操作方便、靈敏度高、響應速度快等優點。基於此，醫工院團隊研製了一種基於三層納米修飾的新型電化學絲網印刷免疫感測器，實現對血清中fPSA和tPSA的同步檢測。在研發過程中，團隊首先將二硫化鉬納米片層修飾在絲網印刷電極上，用以新增電極的反應接觸面積，接著固定鉑包金納米複合材料，利用金-鉑雙金屬結構的特性進一步放大電化學訊號，最後通過迴圈伏安法將聚多巴胺固定在電極表面，增强電極的生物相容性，從而為fPSA及tPSA敏感抗體提供更多的結合位點，有效提高了生物感測器的靈敏度。
研究團隊利用差分脈衝伏安法詳細考察了新型感測器對血清fPSA和tPSA的檢測能力，證實其可以實現0.1 pg/mL—100 ng/mL寬範圍的分析，最低檢測下限可達1.1 fg/mL，遠優於4 ng/mL的現有臨床標準。團隊進一步與天津市腫瘤醫院檢驗科合作開展了相關臨床實驗，結果證實新型感測器對灰區4-10 ng/mL的前列腺癌患者樣本可進行可靠有效的區分。以上工作為下一步開展前列腺癌大規模基層篩查檢測提供了有力的科技支撐。
上述研究成果以“Electrochemical immunosensor based on hybrid MoS2/Pt@Au-nanoprism/PDA for simultaneous detection of free and total prostate specific antigen in serum”為題，於2022年1月13日線上發表在《Sensors and Actuators B: Chemical》。該論文由天津大學與天津市腫瘤醫院共同合作，第一單比特為天津大學醫學工程與轉化醫學研究院，青年教師李爽為論文第一作者，碩士研究生張嘉偉、胡暢、白永昌以及副教授TAN CHERIE SHUO等參與工作。