自然·通讯 | 北京师范大学江迎团队新方法实现5微升血清中多重免疫分子同步检测！

电化学生物传感器在即时诊断、环境监测等领域潜力巨大，但其核心挑战在于如何在电极表面稳定、有序地固定生物识别分子（如抗体、酶）。传统的物理吸附或化学偶联方法，往往存在反应慢、可控性差、蛋白活性损失等问题，难以满足高灵敏、多靶标、可重复检测的临床需求。开发一种快速、温和且化学选择性高的界面构筑新策略，成为推动该领域发展的关键。

2026年3月20日，北京师范大学化学学院江迎教授团队在《自然·通讯》（Nature Communications）发表了题为“Electrochemical tyrosine-click bioconjugation enables multiplexed cytokine sensing and immunoprofiling in native serum”的研究论文。该研究提出一种名为“界面电化学酪氨酸点击化学”（i-eY-Click）的新方法，可在3分钟内实现蛋白质在电极表面的快速、共价、高选择性固定，为构建高性能生物传感界面提供了通用平台。

研究团队首先在玻碳电极表面修饰一层含苯基尿唑的分子层，通过施加+0.36 V的温和电位，原位生成高活性的三唑啉二酮中间体。该中间体能快速与蛋白质上暴露的酪氨酸残基发生特异性“点击”反应。与传统酰胺偶联方法相比，i-eY-Click的界面反应速率提高了约20倍，5分钟内的蛋白固定量是传统方法1小时的1.8倍。原子力显微镜图像显示，该方法形成的蛋白层均匀致密，厚度约8纳米，且经超声清洗后仍稳定存在，证实了共价锚定的牢固性。

为验证该方法对酶活性的保持能力，研究团队将葡萄糖脱氢酶、葡萄糖氧化酶和谷氨酸合成酶分别通过i-eY-Click固定在电极表面。结果显示，这些酶修饰电极均能高效催化相应底物，酶动力学常数与天然酶相近。其中，葡萄糖脱氢酶传感器在连续运行80分钟后电流保持稳定，且对多巴胺、尿酸等常见干扰物无明显响应，展现出优异的抗污染能力和选择性，验证了该界面在复杂生物样本中的应用潜力。

基于i-eY-Click的快速、可控特性，研究团队将其用于构建四通道的微电极阵列免疫传感器。仅需5分钟即可将四种炎症因子（IL-6、TNF-α、IL-1β和IFN-γ）的捕获抗体分别固定于不同电极上。在检测小鼠血清样本时，该传感器灵敏度比传统方法提高26倍，检测限低至0.9 pg/mL，且批内变异系数低于3.6%，远优于传统方法（>10%）。该芯片可在5微升未处理血清中同时检测四种细胞因子，显示出优异的多重检测能力。

研究进一步将该传感器用于纳米塑料暴露小鼠模型的血清免疫分析。小鼠分别注射了不同电荷和降解性的聚苯乙烯和聚乳酸纳米颗粒。结果显示，带正电的聚苯乙烯颗粒（PS-NH2）引发了最强烈且持久的炎症因子升高，而带负电的颗粒（PS-SO3H）影响较小。值得关注的是，可降解的聚乳酸颗粒在注射后6小时引起TNF-α的显著升高，并在48小时时脑组织切片中观察到明显的细胞损伤。这些动态变化与ELISA验证结果高度相关，证实了该平台在解析环境污染物免疫毒性中的实用价值。

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