MXene基復(fù)合材料在電化學(xué)生物傳感器檢測(cè)癌癥標(biāo)志物中的應(yīng)用進(jìn)展

摘要 癌癥標(biāo)志物的檢測(cè)對(duì)于癌癥的早期診斷、療效監(jiān)測(cè)和愈后具有重要意義。現(xiàn)有的傳統(tǒng)檢測(cè)方法存在一些局限性，特別是在癌癥早期階段通常難以及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)病變。電化學(xué)傳感器作為一種高效的檢測(cè)工具，能夠滿足多類癌癥標(biāo)志物的精準(zhǔn)檢測(cè)需求，為癌癥患者的早期確診提供了有力支持，具有廣闊的應(yīng)用前景。過(guò)渡金屬碳/氮化物層狀材料（MXene）是一種新興的二維材料，具有高電子轉(zhuǎn)移能力、高導(dǎo)電性、大的比表面積、良好的生物相容性和親水性以及豐富的表面化學(xué)基團(tuán)等獨(dú)特的性能，被廣泛應(yīng)用于電化學(xué)傳感器領(lǐng)域。本文綜述了近年來(lái)基于MXene 基復(fù)合材料的電化學(xué)生物傳感器在癌癥標(biāo)志物檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展，分析了MXene 在電化學(xué)傳感器中的作用，討論了基于MXene 的電化學(xué)傳感器用于癌癥早期診斷所面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 MXene基復(fù)合材料；癌癥標(biāo)志物；電化學(xué)生物傳感器；評(píng)述

癌癥種類高達(dá)200 余種，對(duì)人類的健康有巨大的危害[1]。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）公開(kāi)的數(shù)據(jù)顯示， 2021 年全球癌癥死亡病例高達(dá)996 萬(wàn)例，我國(guó)新增癌癥人數(shù)占比為23.7%，是全球新增癌癥患者最多的國(guó)家，并呈現(xiàn)低齡化的發(fā)展趨勢(shì)[2]。然而癌癥并不是絕癥，如果能夠及時(shí)確診，做到早發(fā)現(xiàn)、早治療，將病情控制在發(fā)展初期，可以大大提高患者的生存率。

受限于技術(shù)等原因，目前，大多數(shù)癌癥發(fā)現(xiàn)時(shí)已經(jīng)處于癌癥中晚期，治療難度增大[3]。傳統(tǒng)檢測(cè)方法依賴于腫瘤的表型特征實(shí)現(xiàn)檢測(cè)[4]，包括X 射線檢查、超聲磁共振成像技術(shù)、內(nèi)鏡檢查技術(shù)和組織活檢等影像檢測(cè)技術(shù)都需要腫瘤生長(zhǎng)到一定尺寸才能被發(fā)現(xiàn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)癌癥早期的精準(zhǔn)診斷，具有一定的局限性。癌癥標(biāo)志物是由腫瘤細(xì)胞直接產(chǎn)生或由非腫瘤細(xì)胞經(jīng)腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生的物質(zhì)，存在于腫瘤組織、血液、體液、尿液、血清、血漿和外泌體中[5]，包括核酸、酶、代謝物、轉(zhuǎn)錄因子和細(xì)胞表面受體等多種分子。癌癥標(biāo)志物是癌癥早期診斷的重要指標(biāo)，能夠反映癌癥所處階段以及治療療效。其中，微小核糖核酸（miRNA）是一種非常短的單鏈RNA 分子，被認(rèn)為是潛在的癌癥標(biāo)志物和癌癥藥物靶點(diǎn)。

目前，針對(duì)癌癥標(biāo)志物的檢測(cè)技術(shù)主要包括熒光原位雜交技術(shù)[6]、表面等離子體共振技術(shù)[7]、電致化學(xué)發(fā)光技術(shù)[8]、RNA 印跡技術(shù)[9]以及實(shí)時(shí)定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[10]等。然而，這些技術(shù)需要昂貴的專業(yè)材料和設(shè)備，維護(hù)和運(yùn)行成本通常較高，并且對(duì)操作人員有較高的專業(yè)依賴性；在樣本處理方面，還存在樣本消耗量大、樣品制備流程復(fù)雜和操作繁瑣且耗時(shí)等問(wèn)題。此外，在檢測(cè)某些特定的癌癥標(biāo)志物時(shí)，檢測(cè)靈敏度可能達(dá)不到預(yù)期的理想水平。電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)具有成本低、靈敏度高、儀器簡(jiǎn)單、操作方便、易于集成化和微型化等特點(diǎn)[11]，可以更好地實(shí)現(xiàn)癌癥標(biāo)志物的檢測(cè)。過(guò)渡金屬碳/氮化物層狀材料（MXene）作為一種新興的二維材料[12]，具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)性能，是開(kāi)發(fā)高性能和高靈敏度電化學(xué)傳感器的理想選擇，有望為癌癥的早期診斷和治療提供有力的技術(shù)支持。本文對(duì)近年來(lái)MXene 在癌癥標(biāo)志物電化學(xué)傳感器中的研究和應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了評(píng)述，探討了MXene 在電化學(xué)傳感器中的作用，以期為有關(guān)電化學(xué)傳感器的構(gòu)建提供新思路。