《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：Tackling matrix effects in biosensor-based analysis of untreated blood plasma
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本刊推荐：为解决未处理血浆中基质效应对生物传感器检测蛋白标志物的干扰问题，研究人员开展了基于表面等离子体共振（SPR）生物传感器的基质效应区分与抑制策略研究。通过结合顺序注射、单表面参照（SSR）和添加抗免疫球蛋白G抗体（AblgG），成功将癌胚抗原（CEA）直接检测限提升至12 ng/mL，纳米颗粒增强检测限达225 pg/mL，为复杂基质中生物标志物精准检测提供新范式。
在临床诊断领域，人类血液血浆因其包含丰富的生物标志物而被视为理想的检测基质。然而，其高度复杂的成分如同一把双刃剑——在携带目标信号的同时，也引入了严重的基质效应（matrix effects）。尤其是当生物标志物（如癌症相关蛋白）浓度极低时，血浆中大量存在的其他蛋白会严重干扰检测准确性。这种干扰主要来自两个方面：一是血浆成分在传感器表面的非特异性吸附（nonspecific adsorption, NSA），二是血浆中内源抗体（interfering antibodies, IAbs）与检测所用受体的非目标结合。传统方法如样本稀释或耗竭虽能部分缓解问题，但会损失灵敏度或改变样本真实性。表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）生物传感器虽具有实时、无标记检测优势，却始终难以在未处理血浆中实现精准测量。
针对这一挑战，Giusy Finocchiaro等人发表在《Analytical and Bioanalytical Chemistry》的研究，提出了一种创新策略，不仅成功区分了上述两种基质效应，更通过多重技术联用实现了未处理血浆中癌胚抗原（carcinoembryonic antigen, CEA）的高灵敏度检测。该研究的意义在于，它首次系统解析并验证了内源抗体干扰的独立影响，并提供了可工程化的解决方案，为复杂生物基质中的精准诊断开辟了新路径。
研究人员采用几个关键技术方法开展研究：使用六通道SPR生物传感器，通过顺序血浆/缓冲液注射结合单表面参照法（SSR）抑制非特异性吸附；通过添加抗免疫球蛋白G抗体（AblgG）阻断内源抗体干扰；利用来自10名健康个体混合的血浆样本建立检测模型；并通过功能化金纳米颗粒（AuNPs）增强信号进行夹心法检测。
基质效应区分与AbIgG作用验证
通过三通道传感器响应对比（图1），研究清晰展示了添加AblgG前后各通道响应的显著差异。未添加时，通道2（纯血浆）与通道3（血浆+捕获抗体）间的响应差异主要源于IAbs与固定化抗体的结合；添加AblgG后，该差异大幅降低，证明其有效阻断了IAbs干扰。而对耗竭样本的对照实验进一步确认，原始血浆中的干扰主要来自高丰度蛋白而非天然CEA。
CEA检测性能评估
校准曲线（图2）显示，AblgG的添加使直接检测的校准曲线偏移降低约10倍，检测限（LOD）从35 ng/mL提升至12 ng/mL。在夹心法检测中，AblgG的加入使检测限达到225 pg/mL，较无添加时（694 pg/mL）提升3倍，且动态范围覆盖0.3-1000 ng/mL。值得注意的是，零浓度点的响应偏移对应天然CEA浓度（1.2 ng/mL）与ELISA结果（1.7 ng/mL）高度一致，验证了方法的准确性。
研究结论与意义
本研究通过SPR生物传感器成功区分并抑制了血浆基质效应中的非特异性吸附和内源抗体干扰。顺序注射与SSR方法有效控制了表面污染，而AblgG的引入特异性地中和了IAbs的影响。这一联合策略使CEA检测在未处理血浆中达到临床适用灵敏度，直接检测限为当前SPR技术最佳，夹心法检测限低于生理阈值10倍。该方法无需样本前处理，最大程度保留样本真实性，且具有适配多种生物标志物和基质的潜力。尤其在IAbs浓度较高的样本中，预期可获得更大的性能提升，为液体活检技术的实际应用提供了重要技术支撑。
