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综述:软件辅助的可持续化学创新评估:结合疾病生物标志物与绿色度、蓝色度和白色度计算指标的可行性分析方法批判性综述
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月03日 来源:Microchemical Journal 4.9
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这篇综述开创性地通过绿色分析化学(GAC)、白色分析化学(WAC)和方法适用性框架的三维视角,系统评估了细胞活力检测与生物标志物定量分析技术。研究整合紫外-可见光谱(UV-Vis)、液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)等9种核心技术,运用AGREE、BAGI等7种软件指标进行可持续性评价,为诊断医学和个性化医疗提供了兼顾生态友好性、操作可行性与分析精确度的创新范式。
I. 引言
细胞活力检测技术的演进史,实则是分析科学与可持续理念交织的创新史。从传统紫外-可见光谱(UV-Vis)到高分辨液相色谱串联质谱(LC-MS/MS),现代分析技术已构建起包含在线、离线等多元架构的检测体系。这种技术跃迁不仅提升了细胞健康评估的精确度,更通过绿色分析化学(GAC)原则重新定义了实验室生态足迹的边界。
绿色度评估
在精准医学与环境保护的双重驱动下,2020-2024年间涌现的ComplexGAPI、AGREEprep等评估工具,为分析方法建立了全生命周期环境影响的量化标准。表面增强拉曼光谱(SERS)因其微升级样本需求和可重复使用的纳米基底,在AGREE评估中获得0.82的高分;而流式细胞术(FC)则因高能耗在SPMS系统中显现出明显的碳足迹峰值。特别值得注意的是,实时聚合酶链反应(RtPCR)通过微流控技术改造后,试剂消耗量降低达78%,完美诠释了Koel可持续金字塔中"需求-质量-可持续性"(NQS)的平衡哲学。
结论
通过联合国可持续发展目标(SDGs)坐标系的校准,研究发现电化学生物传感技术以0.91的RGB12算法综合评分领跑评估体系——其纸基电极的可降解特性满足GAC要求,而10nM级的检测限又完美契合WAC标准。这种"绿色-蓝色-白色"三维指标的协同优化,为癌症早筛等精准医疗场景提供了教科书级的可持续解决方案。
未来展望
人工智能(AI)赋能的细胞组分多重分析即将掀起新一轮技术革命。机器学习(ML)算法不仅能实时解析凋亡小体的荧光指纹,更能通过代谢组学数据预测药物EC50值。当3D生物打印技术与AGREE评估系统深度融合,未来的自动化实验室或将实现"零废弃物"的终极愿景。
作者贡献声明
Ahmed M. Saleh构建了核心评估框架,Rabeay Y.A. Hassan完成了跨学科验证,而Hoda M. Marzouk则在生物标志物临床转化方面作出关键贡献。这个跨国团队的合作模式本身,就是白色分析化学(WAC)倡导的"协作创新"最佳实践。
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