组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
前列腺特异性抗原 (PSA)、癌抗原125 (CA125)、CA15-3、癌胚抗原 (CEA)、HER2/NEU、BRCA1/BRCA2、p53、Rb、NY-ESO-1、CAGE-1、RCAS1、hPRL-3、miRNA、癌细胞 (MDA-MB231)；样品基质：血清、血液、尿液、脑脊液、肿瘤组织/细胞、食管组织
检测原理
本文综述所述生物传感器的通用原理为：识别元件（抗体、适配体、酶、核酸探针、噬菌体或受体）与肿瘤标志物或癌细胞特异性结合，引起界面质量、电荷、光学性质或热状态变化。电化学换能器通过电流或电位变化反映结合事件；光学换能器利用荧光、比色、SPR 或光子晶体反射变化；压电换能器将结合质量变化转换为频率偏移；量热换能器测量反应热。纳米材料如 SWCNTs、Au NPs 和 QDs 可增强电子传递、光信号或成像对比度；PCR 等策略可放大核酸信号。被测物浓度越高，识别结合量越大，相应电流、荧光、频率偏移或热信号越强，从而实现定量检测。
检测灵敏度
原文未报告具体 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
作为综述，本文未给出单一传感器的 RSD、回收率或方法学对比数据。文中强调抗体-抗原识别具有固有特异性，生物传感器可帮助减少 PSA 筛查中的假阳性歧义；食管激光荧光光学传感器在超过 200 例患者中诊断准确率超过 98%；SERS 技术可同时测量最多 20 个生物标志物且无明显干扰。纳米材料可提升灵敏度、成像精度和多路检测能力，微流控芯片与多标志物阵列有助于即时检测。作者主张生物传感器可用于癌症早期诊断、治疗监测、血管生成与转移监测以及化疗疗效评估。
传感器的构成
- 换能器/基底：电化学电极（amperometric/potentiometric）、光子晶体（photonic crystal）、压电石英晶体（quartz crystal）、微悬臂梁（microcantilever）、SPR 基底，用于将生物识别事件转换为电、光、质量或热信号
- 识别元件：抗体（anti-PSA antibody）、酶（glucose oxidase）、适配体（aptamer）、噬菌体（phage）、受体，用于特异性结合肿瘤标志物或癌细胞
- 信号标记/放大元件：单壁碳纳米管（SWCNTs）、金纳米颗粒（Au NPs）、量子点（QDs）、树状大分子（dendrimers）、脂质体（liposomes）、富勒烯（buckyballs），用于增强信号或成像
- 信号读出/处理：放大器（amplifier）、数据处理器（data processor）、电化学/光学/压电/量热读出，用于显示和分析结果
中文摘要
癌症越早发现，治愈机会越高。目前许多癌症在发生全身转移后才被诊断，因此亟需有效、准确的癌症检测与临床诊断方法。生物传感器是通过将特定生物实体（如蛋白质、DNA、RNA）转化为可检测和分析的电信号，从而检测特定生物分析物的装置。生物传感器在癌症检测与监测中具有巨大潜力，可设计用于检测新兴癌症生物标志物，并评估药物在不同靶位的有效性。生物传感器技术有望实现快速、准确的检测，可靠成像癌细胞，监测血管生成和癌症转移，并判断抗癌化疗药物的疗效。本综述简要总结癌症早期检测目前面临的障碍、生物传感器作为诊断工具的不断扩展应用，以及生物传感器技术的一些未来应用。
英文摘要
The earlier cancer can be detected, the better the chance of a cure. Currently, many cancers are diagnosed only after they have metastasized throughout the body. Effective, accurate methods of cancer detection and clinical diagnosis are urgently needed. Biosensors are devices that are designed to detect a specific biological analyte by essentially converting a biological entity (ie, protein, DNA, RNA) into an electrical signal that can be detected and analyzed. The use of biosensors in cancer detection and monitoring holds vast potential. Biosensors can be designed to detect emerging cancer biomarkers and to determine drug effectiveness at various target sites. Biosensor technology has the potential to provide fast and accurate detection, reliable imaging of cancer cells, and monitoring of angiogenesis and cancer metastasis, and the ability to determine the effectiveness of anticancer chemotherapy agents. This review will briefly summarize the current obstacles to early detection of cancer and the expanding use of biosensors as a diagnostic tool, as well as some future applications of biosensor technology.