肿瘤标志物的均相电化学传感方法研究进展

冯兆彤; 李潇; 赵佳慧; 马晓萌; 刘晓娟; 李峰

doi:10.12452/j.fxcsxb.24123045

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

肿瘤标志物的均相电化学传感方法研究进展

分析测试科学奖专题 | 更新时间：2025-04-10

- 肿瘤标志物的均相电化学传感方法研究进展
- Recent Advances in Homogeneous Electrochemical Approaches for Cancer Biomarkers Assay
- 分析测试学报 2025年44卷第4期页码：573-582
- 作者机构：
  
  青岛农业大学化学与药学院，山东青岛 266109
- 作者简介：
  
  刘晓娟，博士，教授，研究方向：生化分析及生物传感，E-mail：xjliu@qau.edu.cn
  李峰，博士，教授，研究方向：化学与生物传感，E-mail：lifeng@qau.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(22274086);山东省自然科学基金资助项目(ZR2024MB081);泰山学者工程专项经费资助项目(tsqn202211189;ts201511052)
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.24123045
  中图分类号： O657.1;O629.74
- 收稿日期：2024-12-30，
  
  修回日期：2025-02-17，
  
  录用日期：2025-02-10，
  
  网络出版日期：2025-04-08，
  
  纸质出版日期：2025-04-15
- 稿件说明：
移动端阅览
冯兆彤,李潇,赵佳慧,马晓萌,刘晓娟,李峰.肿瘤标志物的均相电化学传感方法研究进展[J].分析测试学报,2025,44(04):573-582.

FENG Zhao-tong,LI Xiao,ZHAO Jia-hui,MA Xiao-meng,LIU Xiao-juan,LI Feng.Recent Advances in Homogeneous Electrochemical Approaches for Cancer Biomarkers Assay[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(04):573-582.
冯兆彤,李潇,赵佳慧,马晓萌,刘晓娟,李峰.肿瘤标志物的均相电化学传感方法研究进展[J].分析测试学报,2025,44(04):573-582. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.24123045.

FENG Zhao-tong,LI Xiao,ZHAO Jia-hui,MA Xiao-meng,LIU Xiao-juan,LI Feng.Recent Advances in Homogeneous Electrochemical Approaches for Cancer Biomarkers Assay[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(04):573-582. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.24123045.

摘要

面向人民生命健康，发展简单快速、灵敏准确的肿瘤标志物传感新方法，对癌症早期诊断具有重要研究意义。均相电化学方法无需固定化修饰电极界面，具有操作简单、响应快速、重现性好、灵敏度高等突出优点，在肿瘤标志物检测领域获得了广泛应用。该文综述了近年来发展的一些肿瘤标志物均相电化学传感新方法，从酶辅助核酸水解到DNA构象变化调控电化学信号分子扩散，从亲和力差异到刺激响应型纳米载体调控信号转导等4个方面，介绍了肿瘤标志物的均相电化学传感方法的设计、开发和应用的最新研究进展，有助于促进均相电化学传感器的快速发展及其应用领域的拓展。

Abstract

Developing simple，rapid，sensitive，and accurate approaches for cancer biomarker assay is of great research significance for early diagnosis of cancer. Homogeneous electrochemical sensors are immobilization-free strategies without modifying recognition elements on electrode. Hence，it has outstanding advantages of simple operation，fast response，good reproducibility，and high sensitivity. Under these advantages，homogeneous electrochemical strategies have been widely applied in the area of tumor biomarker detection. This review aims to summarize the recent advances in the design，development，and application of homogeneous electrochemical sensors for cancer biomarker assay. The discussion focuses on the regulation of molecule diffusion and signal transformation based on the strategies including enzyme-assisted nucleic acid digestion，DNA conformational change，different affinity，and stimuli-responsive nanocarriers. This review will promote the rapid development of homogeneous electrochemical biosensors and expand their application fields.

关键词

Keywords

references

Li S G ， Zhang H Y ， Zhu M ， Kuang Z J ， Li X ， Xu F ， Miao S Y ， Zhang Z S Y ， Lou X D ， Li H ， Xia F . Chem. Rev. ， 2023 ， 123 （ 12 ）： 7953 - 8039 .

Broza Y Y ， Zhou X ， Yuan M M ， Qu D Y ， Zheng Y B ， Vishinkin R ， Khatib M ， Wu W W ， Haick H . Chem. Rev. ， 2019 ， 119 （ 22 ）： 11761 - 11817 .

Xiao M S ， Lai W ， Man T T ， Chang B B ， Li L ， Chandrasekaran A R ， Pei H . Chem. Rev. ， 2019 ， 119 （ 22 ）： 11631 - 11717 .

Liu Y C ， Tang Y D ， Bao Y ， Cai K W ， Lu B Y ， Zhao R J ， Yu C X ， Du Y ， Li B L . Angew. Chem. Int. Ed. ， 2024 ， 63 ： 202400340 .

Zheng L ， Cao M Z ， Du Y ， Liu Q Y ， Emran M Y ， Kotb A ， Sun M M ， Ma C B ， Zhou M . Nanoscale ， 2024 ， 16 ： 44 - 60 .

Guan Z W ， Liu Q Y ， Ma C B ， Du Y . Anal. Bioanal. Chem. ， 2024 ， 416 ： 4663 - 4677 .

Barsan M M ， Enache T A ， Preda N ， Stan G ， Apostol N G ， Matei E ， Kuncser A ， Diculescu V C . ACS Appl. Mater. Interfaces ， 2019 ， 11 ： 19867 - 19877 .

Khan S ， Burciu B ， Filipe C D M ， Li Y F ， Dellinger K ， Didar T F . ACS Nano ， 2021 ， 15 ： 13943 - 13969 .

Guan Z W ， Sun Y ， Ma C B ， Lee J J ， Zhang S C ， Zhang X J ， Guo Z J ， Du Y . Biosens. Bioelectron. ， 2023 ， 236 ： 115438 .

Ni J C ， Yang W Q ， Wang Q X ， Luo F ， Guo L H ， Qiu B ， Lin Z Y ， Yang H H . Biosens. Bioelectron. ， 2018 ， 105 ： 182 - 187 .

Zhu X ， Zhang S Q ， Li W J ， Zhan Y ， Yu L S ， Wu X H ， Li J N ， Xu H F ， Yang G D . Sens. Actuator B ， 2020 ， 311 ： 127 - 818 .

Li H Y ， Lv W X ， Yang Q T ， Li Q ， Li F . J. Agric. Food Chem. ， 2021 ， 69 ： 6087 - 6095 .

Liu M J ， Zhao X H ， Liang X H ， Zhao Y G . ACS Sens. ， 2024 ， 9 ： 110 - 117 .

Fu C L ， Liu C ， Li Y ， Guo Y J ， Luo F ， Wang P L ， Guo L H ， Qiu B ， Lin Z Y . Anal. Chem. ， 2016 ， 88 ： 10176 - 10182 .

Ni J C ， Wang Q X ， Yang W Q ， Zhao M M ， Zhang Y ， Guo L H ， Qiu B ， Lin Z Y ， Yang H H . Biosens. Bioelectron. ， 2016 ， 86 ： 496 - 501 .

Jiao Y C ， Fu J Y ， Hou W J ， Shi Z Q ， Guo Y M ， Sun X ， Yang Q Q ， Li F L . New J. Chem. ， 2018 ， 42 ： 14642 - 14647 .

Wang X Z ， Dong S S ， Hou T ， Liu L ， Liu X J ， Li F . Analyst ， 2016 ， 141 ： 1830 - 1836 .

Fu C L ， Yu H ， Su L S ， Liu C ， Song Y L ， Wang S Y ， Lin Z Y ， Chen F . Analyst ， 2018 ， 143 ： 2122 - 2127 .

Li W ， Liu X J ， Hou T ， Li H Y ， Li F . Biosens. Bioelectron. ， 2015 ， 70 ： 304 - 309 .

Lin C Y ， Zheng H X ， Huang Y Y ， Chen Z L ， Luo F ， Wang J ， Guo L H ， Qiu B ， Lin Z Y ， Yang H H . Biosens. Bioelectron. ， 2018 ， 117 ： 474 - 479 .

Chang J F ， Gai P P ， Li H Y ， Li F . Talanta ， 2018 ， 190 ： 492 - 497 .

Hou T ， Li W ， Zhang L F ， Li F . Chem. Commun. ， 2015 ， 140 ： 5748 - 5753 .

Gao F L ， Zhou F Y ， Chen S J ， Yao Y ， Wu J ， Yin D Y ， Geng D Q ， Wang P . Analyst ， 2017 ， 142 ： 4308 - 4316 .

Wang X Z ， Dong S S ， Gai P P ， Duan R ， Li F . Biosens. Bioelectron. ， 2016 ， 82 ： 49 - 54 .

Liu S F ， Wang Y Q ， Zhang S S ， Wang L . Langmuir ， 2017 ， 33 ： 5099 - 5107 .

Tan Y ， Qiu J Z ， Cui M Y ， Wei X F ， Zhao M M ， Qiu B ， Chen G N . Analyst ， 2016 ， 141 ： 1121 - 1126 .

Zhang Y T ， Li H ， Guo Z K ， Wang X L ， Zhou N D . Anal. Chim. Acta ， 2023 ， 1274 ： 341586 .

Zheng Z J ， Lin J R ， Zhang J Y ， Luo F ， Weng Z Q ， Wang J ， Lin C Y ， Qiu B ， Lin Z Y ， Lin H . Microchem. J. ， 2024 ， 207 ： 112048 .

Li S Q ， Luo Y L ， Wan J W ， Hu Q ， Han D X ， Niu L . J. Instrum. Anal. （李诗琪，骆怡琳，万建文，胡琼，韩冬雪，牛利. 分析测试学报）， 2022 ， 43 （ 2 ）： 328 - 337 .

Liu X F ， Qi C ， Wang W C ， Li X M . J. Instrum. Anal. （刘霄凡，齐晨，王维才，李雪梅. 分析测试学报）， 2022 ， 41 （ 4 ）： 632 - 638 .

Liu S F ， Wang Y ， Zhang C X ， Lina Y ， Li F . Chem. Commun. ， 2013 ， 49 ： 2335 - 2337 .

Tan Y ， Wei X F ， Zhao M M ， Qiu B ， Guo L H ， Lin Z Y ， Yang H H . Anal. Chem. ， 2015 ， 87 ： 11826 - 11831 .

Zhang Y ， Wang W J ， Lin Z Y ， Liu B ， Zhou X . Biosens. Bioelectron. ， 2020 ， 161 ： 112256 .

Yuan Z Z ， Sun Y W ， Zhang Q ， Zhang C Y . J. Instrum. Anal. （袁真真，孙亚玮，张倩，张春阳. 分析测试学报）， 2022 ， 41 （ 4 ）： 467 - 475 .

Liu X J ， Li W ， Hou T ， Dong S S ， Yu G H ， Li F . Anal. Chem. ， 2015 ， 87 ： 4030 - 4036 .

Li W ， Liu X J ， Hou T ， Li H Y ， Li F . Biosens. Bioelectron. ， 2015 ， 70 ： 304 - 309 .

Qian Y ， Fan T T ， Wang P ， Zhang X ， Luo J J ， Zhou F Y ， Yao Y ， Liao X J ， Li Y H ， Gao F L . Sens. Actuator B ， 2017 ， 24 ： 187 - 194 .

Liao X J ， Zhang C Y ， Machuki J O ， Wen X Q ， Chen D K ， Tang Q L ， Gao F L . Talanta ， 2021 ， 226 ： 122058 .

Zheng J P ， Xu X L ， Zhu H N ， Pan Z P ， Li X H ， Luo F ， Lin Z Y . Biosensors ， 2022 ， 12 ： 528 .

Meng Y ， Chen F M ， Jiang M R ， Guo Q ， Wang Y Q ， Wang J ， Zhang D W . Front. Chem. ， 2021 ， 9 ： 753253 .

Liu C X ， Shen X ， Yan L ， Qu R L ， Wang Y ， He Y Q ， Zhan Z X ， Chen P P ， Lin F . Biosens. Bioelectron. ， 2024 ， 246 ： 115865 .

Zhao L L ， Cao T ， Zhou Q Y ， Zhang X H ， Zhou Y L ， Yang L J ， Zhang X X . Anal. Chem. ， 2019 ， 91 ： 10731 - 10737 .

Hou T ， Li W ， Liu X J ， Li F . Anal. Chem. ， 2015 ， 87 ： 11368 - 11374 .

Liu X ， Wei M ， Xu E S ， Yang H T ， Wei W ， Zhang Y J ， Liu S Q . Biosens. Bioelectron. ， 2017 ， 91 ： 347 - 353 .

Guan Y ， Wang F P ， Chen Z X ， Yang Y H ， Yang T ， Hu R . Talanta ， 2023 ， 254 ： 124191 .

Chang J F ， Li H Y ， Li F . Chem. Commun. ， 2019 ， 55 ： 10603 - 10606 .

Yang L M ， Yin X H ， An B ， Li F . Anal. Chem. ， 2021 ， 93 ： 1709 - 1716 .

Liu F J ， Yang L M ， Yin X H ， Liu X J ， Ge L ， Li F . Biosens. Bioelectron. ， 2019 ， 141 ： 111446 .

Chen Z M ， Ai Y J ， Yang W Q ， Niu L ， Wang Q X ， Gao F . ACS Appl. Nano Mater. ， 2023 ， 6 ： 8584 - 8592 .

Yang L M ， An B ， Yin X H ， Li F . Chem. Commun. ， 2020 ， 56 ： 5311 - 5314 .

Liu Q Y ， Wei H ， Du Y . Trends Anal. Chem. ， 2023 ， 158 ： 116858 .

Wu J H ， Lü W X ， Yang Q T ， Li H Y ， Li F . Biosens. Bioelectron. ， 2021 ， 171 ： 112707 .

Li J B ， Liang X H ， Zhong R ， Liu M J ， Liu X ， Yan H L ， Zhou Y G . ACS Sens. ， 2022 ， 7 ： 3216 - 3222 .

Zeng H L ， Chen H L ， Yang B ， Zeng J Y ， Meng L ， Shi D L ， Chen L ， Huang Y J . J. Hazard. Mater. ， 2023 ， 459 ： 132116 .

Zhou C Y ， Zeng Y T ， Song Z M ， Liu Q Y ， Zhang Y ， Wang M ， Du Y . Anal. Chem. ， 2022 ， 94 ： 13261 - 13268 .

Qing M ， Sun Z ， Wang L ， Du S Z ， Zhou J ， Tang Q ， Luo H Q ， Li N B . Sens. Actuators B ， 2021 ， 348 ： 130713 .

Lee H K ， Heo J ， Myung S ， Shin I S ， Kim T H . Electroanalysis ， 2017 ， 29 ： 1749 - 1754 .

Ge L ， Wang W X ， Sun X M ， Hou T ， Li F . Anal. Chem. ， 2016 ， 88 ： 2212 - 2219 .

Wang W X ， Ge L ， Sun X M ， Hou T ， Li F . ACS Appl. Mater. Interfaces ， 2015 ， 7 ： 28566 - 28575 .

Gu C C ， Gai P P ， Liu X J ， Liu J ， Li F . Sens. Actuator B ， 2018 ， 270 ： 1 - 8 .

Gai P P ， Gu C C ， Li H Y ， Sun X Z ， Li F . Anal. Chem. ， 2017 ， 89 ： 12293 - 12298 .

Gu C C ， Gai P P ， Hou T ， Li H Y ， Xue C H ， Li F . ACS Appl. Mater. Interfaces ， 2017 ， 9 ： 35721 - 35728 .

Ma N ， Zhang T ， Yan T ， Kuang X ， Wang H ， Wu D ， Wei Q . Biosens. Bioelectron. ， 2019 ， 143 ： 111608 .

Li X Y ， Gao X ， Gai P P ， Liu X J ， Li F . Sens. Actuator B Chem. ， 2020 ， 323 ： 128701 .

Ren Q ， Mou J S ， Guo Y M ， Wang H Q ， Cao X Y ， Zhang F F ， Xia J F ， Wang Z H . Biosens. Bioelectron. ， 2020 ， 166 ： 112448 .

Gai P P ， Gu C C ， Hou T ， Li F . ACS Appl. Mater. Interfaces ， 2018 ， 10 ： 9325 - 9331 .

Zhang Y ， Li N ， Xu Y ， Yang S Y ， Yang M ， Hou C J ， Huo D Q . Microchem. J. ， 2024 ， 206 ： 111523 .

Chang J F ， Wang X ， Wang J ， Li H Y ， Li F . Anal. Chem. ， 2019 ， 91 ： 3604 - 3610 .

Liu X J ， Zhao Y C ， Li F . Biosens. Bioelectron. ， 2021 ， 173 ： 112832 .

Zhao J Y ， He C J ， Yang H S ， Long Y Y ， Dong J B ， Wen L ， Hu Z K ， Yin X X ， Hou C J ， Huo D Q . Anal. Chim. Acta ， 2023 ， 1262 ： 341246 .

Yang L M ， Guo H ， Gao Q ， Hou T ， Zhang J G ， Liu X J ， Li F . Anal. Chem. ， 2023 ， 95 ： 17834 - 17842 .

Lu H W ， Tang H L ， Yi X Y ， Wang J X . Langmuir ， 2020 ， 36 （ 36 ）： 10708 - 10714 .

Guan Y ， Wang F P ， Chen Z X ， Yang Y H ， Yang T ， Hu R . Talanta ， 2023 ， 254 ： 124191 .

Liu X J ， Cheng H ， Zhao Y C ， Wang Y ， Ge L ， Huang Y P ， Li F . Talanta ， 2024 ， 266 ： 125001 .

浏览量

135

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

暂无数据