《Microchemical Journal》：Trends in Electrochemical Immunosensors for Lung Cancer Detection: A Bibliometric Review Analysis
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本研究针对肺癌早期诊断难题，系统回顾了2010-2025年间电化学免疫传感器领域的121篇文献。研究人员采用文献计量学方法，结合VOSviewer和Bibliometrix等工具，深入分析了该领域的研究趋势、知识框架及国际合作网络。研究发现，亚洲国家（尤其中国）在该领域贡献卓越；基于金纳米颗粒、无标记组装策略的电化学免疫传感器在检测癌胚抗原(CEA)、细胞角蛋白19片段(CYFRA 21-1)等关键生物标志物方面展现出高灵敏度与稳定性。该研究为肿瘤学与生物医学工程领域提供了重要研究方向，有望推动肺癌早期检测技术的临床转化。
肺癌作为全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一，其治疗成效高度依赖于早期诊断。然而，传统诊断方法如影像学检查和组织活检往往存在侵入性强、灵敏度有限、成本高等局限性，致使多数患者确诊时已处于晚期。在这一背景下，电化学免疫传感器凭借其高灵敏度、便携性和非侵入性等优势，为肺癌的早期筛查带来了新的希望。
近日发表于《Microchemical Journal》的一项研究，通过系统的文献计量学分析，勾勒出电化学免疫传感器用于肺癌诊断领域的发展全景图。研究团队检索了2010年至2025年Web of Science数据库中的121篇相关文献，运用VOSviewer、RStudio的Bibliometrix包以及Spyder等软件工具，深入剖析了该领域的科研产出、合作网络、研究热点及未来趋势。
为全面把握该领域的研究态势，作者采用了定量与定性相结合的分析方法。他们首先构建了关键词组合进行文献检索，并利用可视化软件生成了国家合作、期刊共被引、作者合作以及关键词共现网络图谱。结果表明，该领域的年度发文量在15年间增长了1400%，显示出强劲的发展势头。中国以52篇发文量和1669次引用遥遥领先，其次是印度、土耳其和伊朗。期刊方面，《Biosensors & Bioelectronics》以16篇发文量和1226次引用成为最具影响力的期刊。关键词分析揭示了“生物传感器”、“免疫传感器”、“肺癌”、“金纳米颗粒”、“无标记”等是该领域的核心议题，而CEA、CYFRA 21-1和NSE则是被研究最多的肺癌生物标志物。
研究结果凸显了亚洲国家，特别是中国在该领域的领先地位。中国不仅在发文量上占据主导，其机构如南京理工大学、中国科学院等也位列前十。值得注意的是，尽管美国发文量相对较少，但其论文的平均被引次数最高，显示出强大的科学影响力。在作者方面，Sezgintürk, Mustafa Kemal以6篇发文成为最高产的作者。网络分析还显示，国际协作仍有较大提升空间，研究活动主要集中在国家内部。
电化学免疫传感器的性能核心在于其生物识别元件和信号转换方式。该研究详细探讨了不同类型的生物传感器，如免疫传感器（使用抗体）、基因传感器（使用核酸）和适体传感器（使用适体）。信号转换技术则主要包括电化学（测量电流、电位等变化）、光学（颜色变化或发光）和压电（质量变化）等。在肺癌诊断应用中，研究重点聚焦于利用纳米材料如金纳米颗粒、碳纳米管、石墨烯等来增强电极的有效表面积，从而放大信号、提供更多结合位点，并最终提高检测的灵敏度。
研究人员对针对CEA、CYFRA 21-1和NSE这三种关键肺癌标志物的免疫传感器进行了详细比较。结果显示，随着时间推移，传感器的检测限不断降低，稳定性持续增强。例如，用于检测CEA的免疫传感器，其检测限从早期的70 pg mL-1降至近期的0.0032 pg mL-1；用于检测CYFRA 21-1的传感器，检测限可达0.00459 pg mL-1；而对于NSE，最优的检测限甚至达到了1×10-5pg mL-1。在稳定性方面，部分传感器可在4°C下稳定保存长达90天。这些进步很大程度上归功于纳米材料的广泛应用和检测策略的优化（如夹心法检测）。此外，回收率实验的结果多在95%-110%的可接受范围内，证明了这些传感器在复杂生物基质中检测的准确性。
该研究还展望了电化学免疫传感器面临的挑战与未来前景。尽管实验室性能优异，但其大规模临床转化仍面临成本、标准化、大规模临床验证和严格监管等障碍。未来的发展需要跨学科合作，使传感器开发与临床需求更紧密结合，并确保解决方案的可及性和可负担性。特别值得关注的是，人工智能(AI)和机器学习(ML)与电化学传感的结合尚处于早期阶段，但已显示出巨大潜力，如在区分良恶性肺结节方面。
综上所述，这项文献计量学研究系统梳理了电化学免疫传感器在肺癌诊断领域的发展历程和现状，明确了当前的研究热点、主导力量和技术瓶颈。它不仅为领域内的科研人员提供了清晰的“知识地图”，以指引未来的研究方向，也强调了加强国际合作、推动技术标准化和临床验证的重要性，为最终实现肺癌的早期、精准、普惠诊断奠定了坚实的基础。
