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隨著科學技術的快速發展及生活水平的提高，身體健康越來越受到人們的重視。 對癌癥等重大疾病精確的早期診斷及有效防控，能夠有力保障人民的健康，從而為推動經濟社會的發展做出重大貢獻。生物傳感器是重大疾病體外診斷的重要方式。在實際生物樣品中，往往含有多組分還原性較強的小分子及其它生物大分子，它們很容易污染傳感器表界面而產生干擾信號，導致檢測結果的可靠性大大受限。通過發展新型的傳感體系及信號策略，實現復雜環境中低濃度疾病標志物的精準檢測是當前的科學前沿問題。

針對上述問題，青島科技大學化學與分子工程學院羅細亮教授課題組近期報道了一種新穎的肽基陰極光電化學疾病標志物傳感器，該成果以“Peptide-Based Photocathodic Biosensors: Integrating a Recognition Peptide with an Antifouling Peptide”為題，發表在美國化學會期刊Analytical Chemistry上。

該策略中，以ITO導電玻璃作為基底，電化學沉積CuBi₂O₄并修飾Au納米顆粒后，得到CuBi₂O₄/Au光陰極。CuBi₂O₄是一種無毒的P型三元化合物半導體，其固有的帶隙約為1.79 eV，能夠有效吸收太陽光譜中的可見光區域。貴金屬Au納米顆粒由于其表面等離子體共振效應而表現出優良的導電性和光學特性，能夠與接觸的CuBi₂O₄產生激子-等離子體耦合效應，有效延長激發電子的壽命，增加電荷總密度，從而產生明顯的陰極光電流輸出。

該肽基傳感器的顯著特征是，在光陰極上同時修飾有識別多肽和防污多肽。識別多肽序列為PPLRINRHILTR，它與人絨毛膜促性腺激素（hCG）具有較強的特異性親和力。與傳統的抗體識別探針相比，短鏈的多肽識別探針空間位阻小，有效減少了光陰極的電流輸出損失。防污多肽序列為EKEKEKEPPPPC，所形成的防污界面對非特異性生物大分子具有良好的抗吸附性能。與BSA等傳統的封閉試劑相比，防污多肽空間位阻小、表面阻斷性能強。基于光陰極明顯的電流輸出，結合識別多肽與防污多肽的優異特性，所構建的肽基陰極光電化學疾病標志物傳感器能夠在復雜生物基質中實現對目標物的高靈敏、精準檢測。

該研究成果，第一作者是2018級碩士研究生顧士亭，通訊作者是羅細亮教授和范高超博士。本工作得到了國家自然科學基金（22074073，21275087）、山東省泰山學者建設專項基金（ts20110829）等項目的支持。

文章鏈接：https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c05234