早期卵巢癌检测的精确性对于提高生存率至关重要，但通常涉及侵入性或复杂型手术。

2025年7月20日，北京化工大学陈博智唯一通讯在Small在线发表题为“A Biomimetic Hierarchical Porous Microneedle for Transdermal Ovarian Cancer Detection”的研究论文。该研究设计了一种便携式透皮生物传感器，包括抗体功能化的分层多孔微针（hp-MN），能够通过荧光免疫测定在针上定量检测人附睾蛋白4（HE4）和癌症抗原125（CA125）。

采用新型相分离微成型技术制成仿生微针，具有珊瑚状分层互连多孔结构，具有显著的液体吸收能力和高抗体结合密度，能够以纳摩尔灵敏度进行可靠的体内生物标志物富集和检测，以区分疾病和良性生物体液。此外，凹槽结构允许在相同区域同时检测多个肿瘤生物标志物，而不会在单一应用中产生交叉影响，从而提高灵敏度和精度。该研究为多孔聚合物微针的发展提供了新思路，为开发更准确、无创的诊断系统提供了指导。

基于可穿戴微针（MN）的生物传感器能够靶向微创可及的生物流体，在透皮诊断和疾病生物标志物监测方面受到广泛关注。针头的微尺度和尖端使其能够在不接触触觉神经的情况下刺入角质层，从而实现微创间质液（ISF）的提取或生物标志物的捕获，进而进行疾病检测。基于膨胀、空心和多孔MN的生物传感器，可有效提取ISF，并与电化学、荧光和免疫分析策略集成，用于诊断和患者监测。已有研究证明了ISF中目标小分子和蛋白质生物标志物的针上定量。此外，MN阵列独特的可积特性允许在单一应用中同时收集和组合检测多个生物标志物，在诊断和疾病监测领域意义重大。人类附睾蛋白4（HE4）和癌症抗原125（CA125）均被FDA批准作为卵巢癌的血清生物标志物，联合检测可提高卵巢癌诊断的敏感性和特异性，真阳性率可达92%，假阴性率同时降低30%-50%。因此，开发同时提取和测量多种生物标志物的MN阵列，并结合可靠的分析方法，在不影响特异性的情况下提高灵敏度，发展前景广阔。

作为地球上最古老的海洋生物之一，珊瑚已经进化出一种独特的分层多孔结构，能够有效地从周围的海水中捕获营养物质。这种捕食行为与多孔MN从ISF收获生物标志物的功能高度相似。因此，通过模拟珊瑚相互连接的微米和纳米大小的多孔结构，ISF可以通过毛细管力自发地沿着hp-MN的表面和内部穿过多孔通道，使固定在hp-MN上的探针抗体能够特异性捕获ISF中的肿瘤生物标志物。此外，多层多孔结构的存在有利于为hp-MN提供更多的结合位点以固定更多数量的探针抗体，显著提高生物标志物检测的灵敏度。因此，构建具有珊瑚状互连多层多孔结构的仿生MNs贴片，可显著提高ISF采集能力和抗体结合位点，从而大大提高MNs检测的灵敏度。然而，通过成孔剂或牺牲模板方法制成的传统多孔MN通常表现为随机分布的孔隙或缺乏相互连接通道的部分多孔结构，导致毛细管作用和表面积受限。多孔MNS的微观结构不可控和机械强度受限也对其在透皮生物标志物检测中的有效应用提出了挑战。

图1通过相分离技术制备hp-MNs及其检测多种生物标志物以诊断卵巢癌示意图（摘自Small）

为应对上述挑战，作者提出了一种简单且具有成本效益的非溶剂诱导相分离方法，以开发一种具有相互连接分层多孔结构的仿生MNs贴片，用于透皮早期卵巢癌生物监测。该策略的重点是通过单个微模填充工艺设计一种具有可控珊瑚状多孔结构的聚乳酸（PLA）基MNs，该MN具有独特的功能，既可以作为提取皮肤内生物标志物的工具，也可以作为增强抗体固定的高质量生物传感器。此外，PLA的生物相容性有利于保持生物探针的活性，制备的多孔MN的白色背景色也降低了后续荧光检测的背景。该便携式设备可在6h内固定抗体并阻断非特异性结合位点，有效穿透小鼠，以纳摩尔灵敏度提取和定量检测肿瘤生物标志物，有助于早期卵巢癌的诊断。具有凹槽结构的集成hp-MNs贴片确保将不同的探针抗体一致地固定在贴片的选定区域上，允许在单个应用中同时检测相同区域的多个肿瘤生物标志物，提高了检测的灵敏度和精度。

参考消息：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202503615

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