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肿瘤坏死因子-α（TNF-α）是公认的癌症生物标志物，但由于其在血液循环中浓度极低（通常为皮摩尔级别），精准检测一直面临技术挑战。美国太平洋西北国家实验室（PNNL）的研究人员开发了一种基于硅纳米点的电化学检测方法，实现了对TNF-α的高灵敏度、低成本临床检测。该成果发表于《Analytical Chemistry》。

研究团队由Yuehe Lin博士领导，他们将鸟嘌呤分子固定在连接有抗生物素蛋白的硅纳米球表面。抗生物素蛋白进一步与生物素结合，而生物素则连接TNF-α的特异性抗体。同时，另一种识别TNF-α不同表位的抗体被固定在碳电极上，形成电化学传感器。

检测原理如下：当含有TNF-α的样本加入抗体修饰的电极后，TNF-α与电极上的抗体结合；随后加入第二种抗体，形成“抗体-TNF-α-抗体”三明治结构。接着，加入标记有硅纳米点的检测抗体，这些纳米点与三明治结构结合。最后，加入与鸟嘌呤反应的分子，产生可被电极检测的电流信号。电流强度与TNF-α浓度成正比。实验表明，该系统的检测限约为2皮摩尔，足以检测生理水平的TNF-α浓度。

该方法具有小型化潜力，可整合到微流控芯片中，为癌症早期诊断提供便捷工具。未来，该技术有望推广至其他低丰度生物标志物的检测。