论文标题：A Dual-Aptamer Electrochemical Sensor for Simultaneous Detection of L-Lactate and Prostate-Specific Antigen

论文链接：https://www.mdpi.com/2813-3137/4/2/15

期刊名： Targets

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/targets

研究背景：

前列腺癌（Prostate Cancer，PC）是全球男性最常见的恶性肿瘤之一，也是导致男性癌症相关死亡的重要原因。由于早期缺乏明显临床症状，许多患者确诊时已处于中晚期阶段，严重影响治疗效果和生存预后。因此，开发灵敏、准确的前列腺癌早期诊断与病程监测技术具有重要临床意义。

目前，前列腺特异性抗原（PSA）是临床筛查和监测前列腺癌最常用的生物标志物。然而，PSA水平不仅会受到肿瘤影响，还可能因前列腺炎、良性前列腺增生等疾病而升高，导致检测特异性不足，增加误诊和漏诊风险。近年来研究发现，乳酸（L-Lac）作为肿瘤代谢重编程的重要代谢产物，在前列腺癌组织中显著积累，其水平与肿瘤进展及恶性程度密切相关，被认为是PSA的重要补充标志物。通过联合检测PSA与乳酸，有望从肿瘤生物学特征和代谢特征两个维度提升前列腺癌诊断的准确性和可靠性。

尽管针对PSA或乳酸的检测方法已取得较大进展，但现有技术多聚焦于单一标志物分析，同时检测两种关键标志物的检测平台仍相对有限。适配体电化学传感器因具有高灵敏度、高选择性、易于微型化和低成本等优势，逐渐成为肿瘤标志物检测领域的重要研究方向。基于此，上海大学冯凌燕/李桢臻老师课题组在Targets期刊发表题为“A Dual-Aptamer Electrochemical Sensor for Simultaneous Detection of L-Lactate and Prostate-Specific Antigen”的研究论文。该研究创新性构建了一种基于双适配体和核酸逻辑门设计的电化学传感平台，实现了乳酸与PSA的同步高灵敏检测，为前列腺癌相关生物标志物联合分析及精准诊断提供了新的技术策略。

本文亮点：

1. 构建双链适配体电化学传感体系，实现乳酸高灵敏检测

研究团队系统比较了单链和双链两种乳酸适配体构型，发现双链探针能够显著降低背景信号并增强目标诱导的构象变化，从而获得更高的信噪比和检测灵敏度。优化后的传感器对乳酸的检测限低至157 nM，检测范围覆盖500 nM-10 mM，满足生理和病理状态下乳酸水平监测需求。

2. 基于核酸逻辑门设计实现PSA与乳酸同步检测

通过程序化核酸组装策略，将乳酸适配体与PSA适配体巧妙耦合，构建了双输入“AND逻辑门”电化学传感平台。该设计能够将两种前列腺癌相关生物标志物的识别事件整合为单一信号输出，实现PSA与乳酸的同步、高效检测，为多标志物联合诊断提供了新思路。

3. 在复杂生物样本中展现良好应用潜力

所构建的双适配体传感器不仅具有优异的选择性和抗干扰能力，还在血清样本中实现了对乳酸和PSA的准确检测。其中，PSA检测范围达到10 pg/mL-500 ng/mL，并表现出良好的回收率和重复性，展示了其在前列腺癌早期筛查、病程监测及临床生物分析中的应用前景。

图文导读：

图1：研究团队设计了双链适配体探针，通过“目标诱导链置换+构象重组”机制放大电化学信号。相比传统单链探针，双链构型显著降低背景噪声并增强目标响应，为乳酸检测提供了更优的传感界面。

图2：通过将乳酸适配体与PSA适配体程序集成，构建双输入AND逻辑门检测系统。只有当乳酸和PSA同时存在时，传感器才产生最强输出信号，实现前列腺癌代谢异常与肿瘤标志物的同步监测，为精准诊断提供新的技术方案。

总结与展望：

本研究通过构建双适配体电化学传感平台，实现了前列腺癌关键代谢标志物乳酸与经典蛋白标志物PSA的协同检测，突破了传统单指标检测的信息局限，为提升前列腺癌诊断准确性提供了新的解决方案。特别是基于核酸逻辑门的设计理念，充分展现了核酸程序化组装在生物传感领域的应用潜力。

展望未来，多标志物联合检测将成为肿瘤精准诊断的重要发展方向。随着新型适配体、生物电子器件和智能分析技术的不断进步，此类集成化、智能化传感平台有望实现从实验室研究向临床即时检测的转化，为前列腺癌及其他重大疾病的早期筛查、动态监测和精准治疗提供更加高效可靠的技术支撑。

期刊介绍

主编：Prof. Dr. Huangxian Ju, Nanjing University, China

Targets期刊主要发表靶向识别与治疗相关领域的高质量论文，包括化学测量科学、生命科学、材料科学、药学、临床诊断学、分子医学和生物医学等。

Time to First Decision：26.6 Days

Acceptance to Publication：3.7 Days