综述：基于适配体的PSA生物传感技术：从纳米材料到CRISPR诊断技术

本综述系统探讨了以适配体（Aptamer）为核心的PSA（前列腺特异性抗原）生物传感技术演进，重点分析了从纳米材料构建到CRISPR基因编辑技术融合的诊断策略创新，为癌症早期检测提供了可持续、高灵敏度的解决方案。

　　

基于适配体的PSA生物传感技术：从纳米材料到CRISPR诊断技术

引言

近年来，可持续材料开发与环境污染控制的需求推动了生物传感技术的革新。适配体（Aptamer）作为一种通过体外筛选技术获得的单链DNA或RNA分子，因其高亲和力、易修饰性和稳定性，成为前列腺特异性抗原（PSA）检测的核心识别元件。结合纳米材料与CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）基因编辑技术，生物传感平台在灵敏度、选择性和便携性方面实现了突破性进展。

导电墨水的可持续创新

本研究开发了一种以木薯淀粉（Tapioca Flour, TP）和山梨醇为基质的环保型水性导电墨水，其中石墨粉（Graphite, GR）与碳黑（Carbon Black, CB）以35%（w/w）和10%（w/w）的比例构成导电网络。淀粉作为天然粘合剂，通过糖苷键连接的直链淀粉与支链淀粉形成柔性薄膜，赋予墨水低水渗透性和印刷适应性。添加山梨醇作为增塑剂后，墨水在循环伏安法（CV）测试中表现出良好的电子传输能力，成功用于丝网印刷电极（Screen-Printed Electrode, SPE）的制备。

尿酸检测的生物医学应用

通过差分脉冲伏安法（DPV）对尿酸进行电化学检测，线性范围覆盖5.0至100 μmol L^?1，检测限低至0.34 μmol L^?1。在合成尿液和人血清样本中，回收率达到86.9%–112.1%，证实了传感器在复杂生物基质中的可靠性。尿酸作为嘌呤代谢终产物，其异常水平与痛风、糖尿病及心血管疾病密切相关，该技术为相关疾病的床边诊断（Point-of-Care Testing, POCT）提供了新工具。

椰子纤维增强的过氧化氢传感

另一创新在于将椰子纤维（Coconut Fiber, CF）引入导电墨水体系。尽管5%（w/w）CF因纤维堵塞网版孔隙导致印刷均匀性下降，但优化后的电极在CV测试中对过氧化氢（H₂O₂）表现出2.3–11.4 mmol L^?1的线性响应，检测限为0.6 μmol L^?1。H₂O₂作为工业杀菌剂和生物氧化应激标志物，其定量检测在制药和环境监测中具有广泛应用，该传感器的回收率在90.3%–106.9%之间，满足实际样品分析需求。

技术比较与绿色评估

与还原氧化石墨烯（rGO）、钴氧化物（Co₃O₄）纳米颗粒等改性电极相比，本研究的TP基传感器在成本与可持续性上更具优势。通过AGREE（Analytical Greenness Metric）评估体系评分，该技术符合绿色分析化学的12项原则，在减少有机溶剂使用和生物降解性方面表现突出。

结论与展望

水性导电墨水与生物质材料（如TP和CF）的结合，为电化学传感器提供了环境友好且低成本的制造路径。适配体与CRISPR技术的集成进一步提升了PSA等疾病标志物的检测特异性，未来在多重靶标检测和即时诊断设备开发中具有广阔前景。