Biosensors：新型蓝牙智能生物传感器，唾液检测乳腺癌新突破！

来源：100医药网 2025-08-05 16:25

研究人员所开发的基于PCB的生物传感器能以其超高的灵敏度、快速响应和非侵入性检测方式，在乳腺癌早期筛查领域展现出巨大的应用前景。

是全球女性最常见的之一，严重威胁着女性的生命健康，据WHO数据显示，2022年全球约有230万例女性乳腺癌新发病例，死亡人数达67万，预计到2050年，乳腺癌新发病例数将攀升至320万，死亡人数可能突破110万；其中，发展中国家和欠发达地区受其影响更为严重。在中国，乳腺癌的发病率也呈逐年上升趋势，且发病年龄趋于年轻化。诸如钼靶、超声、磁共振成像（MRI）等传统乳腺癌方法虽然有一定效果，但存在成本高、辐射风险、检测时间长等局限性。

近年来，生物标志物检测成为乳腺癌诊断的重要补充手段，人表皮生长因子受体2（HER2）和癌抗原15-3（CA15-3）是乳腺癌的两个关键生物标志物，但诸如组化（IHC）和酶联免疫吸附试验（ELISA）等传统检测方法存在侵入性强、操作复杂、灵敏度低等问题。因此，开发一种快速、无创、高灵敏度的乳腺癌检测技术显得尤为重要。

近日，一篇发表在国际杂志Biosensors上题为 A High-Sensitivity, Bluetooth-Enabled PCB Biosensor for HER2 and CA15-3 Protein Detection in Saliva: A Rapid, Non-Invasive Approach to Breast Cancer Screening 的研究报告中，来自佛罗里达大学等机构的科学家们通过研究开发了一种新型高灵敏度、蓝牙智能生物传感器，其能快速检测唾液中的HER2和CA15-3蛋白，从而为乳腺癌的早期和监测提供了一种非侵入性的新方法。研究者表示，这种生物传感器采用可重复使用的印刷电路板（PCB）和功能化的葡萄糖试纸条，通过蓝牙低功耗（BLE）模块实现远程监测，具有快速检测、高灵敏度和便携性等特点，尤其适用于农村和医疗资源匮乏地区的乳腺癌筛查。

实验中，研究人员使用了商业化的葡萄糖试纸条，去除其原有的葡萄糖酶和化学试剂后，对试纸条进行了一系列功能化处理；首先，通过臭氧处理去除碳残留，再用稀释的氨水溶液清洗去除金氧化物，随后用3-巯基丙酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯（NHS酯）溶液处理，为后续抗体结合提供活性位点。紧接着，研究人员将HER2/ERBB2单克隆抗体和CA15-3单克隆抗体分别引入试纸条的微流通道中，经过18小时的低温孵育后用乙醇胺处理以封闭未结合的活性位点。通过一系列的校准实验，研究人员确定了该生物传感器的最佳检测参数，并使用人工唾液和临床唾液样本对传感器的性能进行了验证。

实验结果表明，该生物传感器对HER2和CA15-3的检测限均达到了10-15克/毫升，比传统的ELISA方法灵敏度高出4到5个数量级。对于HER2检测，传感器的灵敏度为95/十倍浓度变化，CA15-3检测的灵敏度更高，达到190/十倍浓度变化。在临床样本测试中，研究人员收集了29份唾液样本，包括健康志愿者、原位乳腺癌患者和浸润性乳腺癌患者的样本。测试结果表明，这种生物传感器能有效区分健康人群和乳腺癌患者，且在区分健康人群和浸润性乳腺癌患者时表现出了极高的学显著性（p值 0.0001）。此外，利用支持向量分类（SVC）模型对唾液中的HER2和CA15-3水平进行分析，该模型的测试准确率达到了88.9%，ROC曲线下面积为95%，显示出强大的非侵入性乳腺癌筛查潜力。

综上，研究人员所开发的基于PCB的生物传感器能以其超高的灵敏度、快速响应和非侵入性检测方式，在乳腺癌早期筛查领域展现出巨大的应用前景；该技术不仅突破了传统检测方法的局限性，还通过蓝牙低功耗模块实现了远程监测功能极大地方便了患者的日常检测和医疗资源的合理分配，其便携性和易用性使其特别适合在医疗资源匮乏的地区推广使用，有望成为未来乳腺癌筛查和监测的重要工具。（100yiyao.com）

参考文献：

Hsiao-Hsuan Wan,Chao-Ching Chiang,Fan Ren，et al. , Biosensors (2025). DOI:10.3390/bios15060386

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