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作者与发表信息
本文由Faride Ranjbari、Ali Nosrat、Farzaneh Fathi和Alireza Mohammadzadeh共同撰写，作者分别来自伊朗阿尔达比勒医科大学药学研究中心和医学院外科系。文章于2024年4月4日在线发表在期刊《Clinica Chimica Acta》上，卷号为558，文章编号为118670。
主题与背景
本文综述了表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）生物传感器在早期心肌肌钙蛋白（Troponin, Tn）检测中的应用。急性心肌梗死（Acute Myocardial Infarction, AMI）是一种威胁生命的疾病，其早期诊断对治疗至关重要。传统的心电图（ECG）分析在AMI诊断中存在局限性，而心肌肌钙蛋白（尤其是心肌肌钙蛋白I和T）因其高灵敏度和特异性，被认为是心肌损伤的金标准生物标志物。近年来，SPR生物传感器因其快速、灵敏、实时和无标记检测的特点，成为早期检测心肌肌钙蛋白的重要工具。本文详细讨论了SPR生物传感器在AMI早期诊断中的最新进展及其应用潜力。
主要观点与论据
1. 心肌肌钙蛋白作为心脏疾病的生物标志物
心肌肌钙蛋白（Tn）是心肌收缩系统的结构蛋白，由三个亚基组成：TnT、TnI和TnC。TnT和TnI在心肌坏死时会释放到血液中，其浓度升高是心肌损伤的敏感和特异性标志物。TnT在临床中更为常用，而TnI的释放时间较短。本文指出，Tn浓度的变化是心肌梗死的标志，尤其是在伴有心脏缺血症状或ECG变化时。此外，Tn的升高也可能与其他心脏或肺部疾病相关，因此需要通过多次检测来确认AMI的诊断。
2. SPR生物传感器的原理与优势
SPR生物传感器通过监测金传感器表面折射率（Refractive Index, RI）的微小变化，实现了对生物分子的高灵敏度检测。其光学部分包括光源、棱镜和金传感器，流体部分则用于样本的流动。SPR技术的主要优势在于无需标记、实时监测、高灵敏度和特异性。本文强调，SPR生物传感器在检测心肌肌钙蛋白时，能够克服传统方法的局限性，如多步骤操作、低特异性和高成本。
3. 免疫SPR生物传感器的应用
免疫SPR生物传感器利用抗体与抗原的高亲和力，实现了对心肌肌钙蛋白的高灵敏度检测。例如，Young-Chul Kwon等人设计了一种单克隆抗体，用于检测心肌肌钙蛋白I，其检测限（Limit of Detection, LOD）为68 ng/L。此外，Jen Tsai Liu等人开发了一种具有高抗污染能力的SPR生物传感器，其LOD为100 ng/mL。本文还介绍了其他改进的免疫SPR传感器，如使用多壁碳纳米管（MWCNTs）和空心金纳米颗粒（HGNPs）来增强检测灵敏度。
4. 适配体SPR生物传感器的应用
适配体（Aptamer）是一种短的单链寡核苷酸，能够识别多种分子。与抗体相比，适配体具有制备时间短、成本低和生物流体中稳定性高的优势。Francesca Torrini等人开发了一种基于DNA适配体的SPR传感器，用于检测心肌肌钙蛋白T，其LOD为3.42 nM。此外，Jia Xin Che等人开发了一种基于两性离子肽的适配体传感器，其LOD为20 ng/mL。本文还提到，适配体在体内易被核酸酶降解，但通过使用Spiegelmer（一种抗核酸酶的适配体类似物），可以克服这一限制。
5. 分子印迹纳米颗粒SPR生物传感器的应用
分子印迹聚合物（Molecularly Imprinted Polymer, MIP）是一种低成本、高灵敏度的生物传感器材料。Sunil Choudhary等人设计了一种基于MIP的SPR传感器，用于检测心肌肌钙蛋白I，其LOD为0.52 ng/mL。此外，V. Baldoneschi等人开发了一种基于去甲肾上腺素聚合物的MIP传感器，其LOD为460 ± 56 pM。本文强调，MIP传感器在降低成本的同时，能够提供与传统抗体传感器相当的高灵敏度。
6. SPR生物传感器在AMI早期诊断中的潜力
本文总结了SPR生物传感器在AMI早期诊断中的优势，包括高灵敏度、实时监测、小样本量和可重复性。SPR技术不仅能够检测多种生物标志物，还可以应用于即时检测（Point-of-Care Testing, POCT）系统，为心血管疾病的诊断和治疗提供了新的可能性。
意义与价值
本文综述了SPR生物传感器在心肌肌钙蛋白检测中的最新进展，强调了其在AMI早期诊断中的潜力。通过总结不同类型的SPR传感器（如免疫传感器、适配体传感器和分子印迹传感器），本文为研究人员提供了全面的技术参考。此外，本文还指出了SPR技术在克服传统检测方法局限性方面的优势，为未来开发更高效、低成本的AMI诊断工具提供了理论支持。本文的研究成果不仅具有重要的科学价值，还具有广泛的应用前景，特别是在心血管疾病的早期诊断和治疗中。