引言

猴痘（Monkeypox, MPX）病毒自1958年首次被发现以来，逐渐成为全球公共卫生的重要威胁。特别是2022年的全球性爆发，使得快速、准确的诊断工具变得尤为重要。本文将介绍一种创新的无标记电化学生物传感器，它能够在唾液样本中实现对猴痘病毒关键抗原A29蛋白的早期和精准检测，为猴痘病毒的防控提供了新的解决方案。

正文

一、背景与意义

猴痘病毒属于正痘病毒属，具有双链DNA基因组，其传播途径多样，包括人畜共患病和人际传播。该病毒的潜伏期通常为7至14天，导致早期诊断困难。传统的血清学测试往往过于迟缓，无法有效控制疫情扩散。因此，开发一种快速、准确且适用于即时检测（point-of-care, POC）的诊断方法迫在眉睫。

二、传感器设计原理

本研究开发了一种基于电化学原理的生物传感器，用于检测猴痘病毒的关键抗原——A29蛋白。该传感器的工作电极表面修饰了特异性单克隆抗体，通过抗原-抗体结合反应实现对A29蛋白的高灵敏度检测。实验中采用差分脉冲伏安法（Differential Pulse Voltammetry, DPV）监测抗原-抗体结合引起的电流变化，从而确定A29蛋白的存在。

三、传感器制备与功能化

为了确保传感器的高灵敏度和特异性，研究人员采用了自组装单分子层（Self-Assembled Monolayer, SAM）技术，在金电极表面形成稳定的羧基烷硫醇化合物层。随后，使用1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）激活羧基，使其与单克隆抗体上的氨基发生偶联反应。此外，还使用聚乙烯醇（PVA）封闭未反应位点，防止非特异性结合。

四、实验验证与性能评估

研究人员通过一系列实验验证了传感器的性能。实验结果表明，传感器在1.8至100 ng/mL的A29蛋白浓度范围内表现出良好的线性响应，检测限低至0.48 ng/mL。此外，传感器在唾液样本中的表现尤为出色，能够准确检测到A29蛋白，且不受样本基质成分的干扰。这些特性使得该传感器非常适合用于POC检测，有助于提高猴痘病毒的早期诊断效率。

五、选择性与稳定性

为了确保传感器的选择性和稳定性，研究人员进行了多项测试。结果显示，该传感器对A29蛋白具有高度选择性，几乎不与其他病毒抗原（如天花病毒、新冠病毒和流感病毒）发生交叉反应。此外，传感器在4°C条件下储存14天后仍能保持稳定性能，显示出良好的长期稳定性。

六、实际应用潜力

尽管由于阳性样本有限未能进行临床验证，但研究人员通过在唾液样本中添加不同浓度的A29蛋白进行了模拟实验。结果显示，传感器能够显著降低含有A29蛋白的唾液样本的电流响应，进一步证实了其在实际应用中的潜力。未来的研究将进一步优化传感器性能，拓展其在复杂生物样本中的应用范围。

结论

本文介绍了一种新型无标记电化学生物传感器，它能够在唾液样本中实现对猴痘病毒A29蛋白的早期和精准检测。该传感器具有高灵敏度、高选择性和良好的稳定性，为猴痘病毒的防控提供了有力工具。未来的研究将致力于提高传感器的鲁棒性，探索多抗原同时检测的可能性，并将其应用于便携式POC设备中，以进一步扩大其临床应用前景。

未来展望

随着技术的不断进步，这种电化学生物传感器有望成为猴痘病毒及其他传染病的快速筛查工具。研究人员将继续优化传感器的设计和性能，推动其实现商业化和广泛应用，为全球公共卫生事业做出更大贡献。

参考文献: Khorshed, A.A., Jiang, T., Chen, J. (2025). A label-free point-of-care electrochemical biosensor for early and accurate detection of monkeypox. Biosensors and Bioelectronics, 278, 117337.

Fig. 1. 免疫传感器制备的功能化步骤（a）自组装单分子层的形成（b）通过 EDC 和 NHS 激活 MUA 的羧基（C）单克隆抗体的功能化（d）用 PVA 阻断金的非功能化表面（e）A29 蛋白与抗体的结合

Fig. 2. a) 作为对照的唾液样本中[Fe(CN)₆]³⁻ / ⁴⁻的差分脉冲伏安法（DPV）响应以及添加了 A29 蛋白（ng/ml）的唾液样本的响应，以及（c）在不存在和存在 A29 蛋白的情况下唾液样本中峰值电流的变化。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.117337