自然·通訊 | 北京師范大學江迎團隊新方法實現5微升血清中多重免疫分子同步檢測！

電化學生物傳感器在即時診斷、環境監測等領域潛力巨大，但其核心挑戰在于如何在電極表面穩定、有序地固定生物識別分子（如抗體、酶）。傳統的物理吸附或化學偶聯方法，往往存在反應慢、可控性差、蛋白活性損失等問題，難以滿足高靈敏、多靶標、可重復檢測的臨床需求。開發一種快速、溫和且化學選擇性高的界面構筑新策略，成為推動該領域發展的關鍵。

2026年3月20日，北京師范大學化學學院江迎教授團隊在《自然·通訊》（Nature Communications）發表了題為“Electrochemical tyrosine-click bioconjugation enables multiplexed cytokine sensing and immunoprofiling in native serum”的研究論文。該研究提出一種名為“界面電化學酪氨酸點擊化學”（i-eY-Click）的新方法，可在3分鐘內實現蛋白質在電極表面的快速、共價、高選擇性固定，為構建高性能生物傳感界面提供了通用平臺。

研究團隊首先在玻碳電極表面修飾一層含苯基尿唑的分子層，通過施加+0.36 V的溫和電位，原位生成高活性的三唑啉二酮中間體。該中間體能快速與蛋白質上暴露的酪氨酸殘基發生特異性“點擊”反應。與傳統酰胺偶聯方法相比，i-eY-Click的界面反應速率提高了約20倍，5分鐘內的蛋白固定量是傳統方法1小時的1.8倍。原子力顯微鏡圖像顯示，該方法形成的蛋白層均勻致密，厚度約8納米，且經超聲清洗后仍穩定存在，證實了共價錨定的牢固性。

為驗證該方法對酶活性的保持能力，研究團隊將葡萄糖脫氫酶、葡萄糖氧化酶和谷氨酸合成酶分別通過i-eY-Click固定在電極表面。結果顯示，這些酶修飾電極均能高效催化相應底物，酶動力學常數與天然酶相近。其中，葡萄糖脫氫酶傳感器在連續運行80分鐘后電流保持穩定，且對多巴胺、尿酸等常見干擾物無明顯響應，展現出優異的抗污染能力和選擇性，驗證了該界面在復雜生物樣本中的應用潛力。

基于i-eY-Click的快速、可控特性，研究團隊將其用于構建四通道的微電極陣列免疫傳感器。僅需5分鐘即可將四種炎癥因子（IL-6、TNF-α、IL-1β和IFN-γ）的捕獲抗體分別固定于不同電極上。在檢測小鼠血清樣本時，該傳感器靈敏度比傳統方法提高26倍，檢測限低至0.9 pg/mL，且批內變異系數低于3.6%，遠優于傳統方法（>10%）。該芯片可在5微升未處理血清中同時檢測四種細胞因子，顯示出優異的多重檢測能力。

研究進一步將該傳感器用于納米塑料暴露小鼠模型的血清免疫分析。小鼠分別注射了不同電荷和降解性的聚苯乙烯和聚乳酸納米顆粒。結果顯示，帶正電的聚苯乙烯顆粒（PS-NH2）引發了最強烈且持久的炎癥因子升高，而帶負電的顆粒（PS-SO3H）影響較小。值得關注的是，可降解的聚乳酸顆粒在注射后6小時引起TNF-α的顯著升高，并在48小時時腦組織切片中觀察到明顯的細胞損傷。這些動態變化與ELISA驗證結果高度相關，證實了該平臺在解析環境污染物免疫毒性中的實用價值。

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