黄羽Anal. Chem.：可穿戴传感器监测汗液中抗癌药物！

研究内容

在临床实践领域，同时使用抗癌药物可以提高其整体治疗效果。然而，至关重要的是要承认，这些抗癌药物之间的相互作用可能会对其预期结果产生不利影响。因此，当同时检测和评估多种抗癌药物时，对抗癌效力和潜在毒副作用的评估得到了极大的改进。

目前，在临床实践中，许多联合治疗方案是基于抗癌药物表现出的作用机制和控制细胞增殖动力学的原理设计的。尽管联合治疗有可能提高疗效，但它可能会受到与抗癌药物相关的不同不良反应的影响。此外，最常见的抗癌药物给药方式包括静脉注射(IV)、注射或口服。这些方法使药物在全身循环，抗癌药物可能通过汗液排出。

中国地质大学黄羽 设计了一种可穿戴的电化学适配体传感器阵列，用于监测汗液中的多种抗癌药物。所提出的传感器阵列在15天内表现出良好的稳定性。柔性测试显示，在500次扭转循环后，器件性能稳定。相关工作以“ Integrated Electrochemical Aptasensor Array toward Monitoring Anticancer Drugs in Sweat ”为题发表在国际著名期刊 Analytical Chemistry 上。

研究要点

要点1. 作者开发了一种具有高特异性的可穿戴电化学适配体传感器阵列，用于监测汗液中的抗癌药物。集成传感器阵列由用三种不同适配体(Apt1、Apt2和Apt3)修饰的三个工作电极、Au对电极和Ag/AgCl参比电极组成。

要点2. 作者分子对接模拟显示了三种抗癌药物及其相应适配体之间的结合亲和力。从方波伏安电化学信号中推导出各种特征值，并通过多元数据分析技术对这些数据集进行严格分析。这种分析方法通过在均匀浓度下始终如一地精确鉴定九种抗癌药物，实现了完美的100%准确度，证明了其卓越的性能。

要点3. 该集成的可穿戴传感器阵列表现出优异的能力，以100%的准确率正确识别了所有九种抗癌药物，并成功区分了人工汗液样本中的这些药物(顺铂、卡铂、依达柔比星、足叶乙甙、阿霉素、多西他赛、甲氨蝶呤、5-氟尿嘧啶和环磷酰胺)。所提出的传感器阵列在15天内表现出良好的稳定性。柔性测试显示，在500次扭转循环后，器件性能稳定。此外，该技术显示出在浓度梯度上辨别三种不同抗癌药物的能力。

这种创新的可穿戴传感阵列代表了一种实现药物剂量实时监测和精确调整的新方法。它为根据个体患者定制抗癌药物的治疗、预测临床医学领域的药物疗效和潜在不良反应提供了宝贵的见解。

研究图文

图1. 柔性电极阵列的制备过程示意图。

图2. 不同改性电极上的（A）CV和（B）Nyquist图：（a）裸Au，（B）Apt1/Au，（c）CTX/Apt1/Au/，（d）Apt2/Au、（e）DDP/Apt2/Au/、（f）Apt3/Au和（g）DTX/Apt3/Au/。（B）插图：阻抗谱的等效电路。CV和EIS在含有5 mM[Fe(CN) 6 ] 3-/4- 的100 mM KCl中进行。CTX、DDP和DTX的浓度分别为1、50和0.5 μM。（C）不同适配体探针在与相应抗癌药物结合前后的圆二色性(CD)光谱：（a）CTX、（b）Apt1、（C）CTX+Apt1、（d）DDP、（e）Apt2、（f）DDP+Apt2、（g）DTX、（h）Apt3和（i）DTX+Apt3。适配体和药物的浓度分别为5和25 μM。（D）基于Apt1、Apt2和Apt3的传感器对九种抗癌药物的反应。

图3. 用于抗癌药物检测的电化学适配体传感器的示意图。

图4. （A）CTX-Apt1、（B）DDP-Apt2和（C）DTX-Apt3的分子对接结构。黄色虚线表示氢键。

图5.（A）通过集成适体传感器阵列区分九种抗癌药物的LDA和（B）HCA评分图。（C）通过集成适体传感器阵列在梯度浓度下区分三种抗癌药物的LDA评分图。

图6.（A）集成电化学传感器阵列的照片。通过集成适配体传感器阵列区分人工汗液中九种抗癌药物的（B）LDA和（C）HCA评分图。

文献详情

Integrated Electrochemical Aptasensor Array toward Monitoring Anticancer Drugs in Sweat

Xiaoyu Zhang, Jiabing Zhang, Ying Cai, Siting Xu, Hao Wu, Xiangyu Chen, Yu Huang,* Fengyu Li

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c00297

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