類固醇激素，特別是黃體酮（P4）、雌二醇（E2）和睪酮（T）等，在女性生理過程中發(fā)揮著重要作用，不僅調(diào)節(jié)生育，同時也影響新陳代謝和心理健康。然而，類固醇激素的濃度極低，可達皮摩級（pM）以下。針對女性激素居家或便攜可穿戴監(jiān)測的難題，近日，中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院謝莊副教授、中山大學(xué)第一附屬醫(yī)院張麗梅博士（共同通訊作者）在ACS Sensors上發(fā)表“Toward At-Home and Wearable Monitoring of Female Hormones: Emerging Nanotechnologies and Clinical Prospects”的綜述，對最新超靈敏激素檢測技術(shù)進展及其臨床應(yīng)用前景進行了總結(jié)展望。這些技術(shù)的目標是滿足日常監(jiān)測女性激素波動的需求，尤其在居家健康管理和個性化生殖健康監(jiān)測等方面。
圖1（A）女性激素受下丘腦-垂體-卵巢的反饋回路調(diào)節(jié)，可以通過分析生物體液（包括血液、唾液、汗液和尿液）來實現(xiàn)類固醇性激素的監(jiān)測。（B）月經(jīng)周期（左）和懷孕期間（右）的激素波動。（C）利用各種類固醇受體檢測和監(jiān)測女性激素的方法。（D）不同生物體液中的激素水平范圍以及不同受體的檢測限。
1. 用于超靈敏和即時激素檢測的光學(xué)方法
圖2（A）將UCNP與適配體相結(jié)合的基于智能手機的POCT示意圖，并通過便攜式980nm光源和智能手機讀數(shù)進行熒光檢測E2。（B）將SPR與微流體相結(jié)合的POCT設(shè)備的照片和示意圖，用于基于競爭性免疫測定T。（C-D）基于分體適配體的紙基側(cè)向?qū)游霰壬ê蚐ERS雙模式E2傳感器的示意圖以及檢測不同濃度E2的比色圖和SERS光譜。（E-F）4-巰基苯基硼酸功能化SERS平臺的示意圖，該平臺通過檢測尿液中的多種代謝物來預(yù)測流產(chǎn)風(fēng)險。
2. 用于超靈敏和即時激素檢測的電化學(xué)方法
圖4 （A）磁性Fe3O4@SiO2@TiO2納米粒子功能化光電化學(xué)適配體傳感器用于檢測P4的示意圖和隨P4濃度增加相應(yīng)的PEC響應(yīng)。（B）依賴于E2直接氧化的無標簽和信號傳感器的示意圖。（C-D）用于檢測E2的微流體適配體折紙傳感器的示意圖以及含有不同E2值的臨床血清樣本中的DPV響應(yīng)和線性校準曲線。（E）激光劃線石墨烯電極上用于檢測E2的電化學(xué)適配體一次性傳感器的示意圖。
3. 無創(chuàng)激素周期跟蹤
圖5（A）使用4通道恒電位儀同時檢測四種女性激素的絲網(wǎng)印刷電極免疫傳感器示意圖。（B-D）由微錐體電極陣列組成的電化學(xué)免疫傳感器的示意圖，能夠在高度稀釋的唾液中進行居家激素監(jiān)測。（E-G）用于汗液中連續(xù)激素傳感的可穿戴電化學(xué)適配體傳感器示意圖，用于連續(xù)監(jiān)測兩名女性在兩個月經(jīng)周期中的E2水平。
4.用于實時激素監(jiān)測的潛在可穿戴系統(tǒng)
圖6（A）基于傾斜光纖布拉格光柵的光學(xué)生物傳感器，用于連續(xù)監(jiān)測環(huán)境中P4。（B）用于汗液中多種分析物追蹤的可穿戴和集成SERS傳感器示意圖。（C）基于PPy納米管通道的有機晶體管適配體傳感器，能夠連續(xù)監(jiān)測fM級E2。（D）基于石墨烯晶體管生物傳感器的智能軟接觸鏡，用于無線實時皮質(zhì)醇監(jiān)測。（E）用于ISF中連續(xù)藥物監(jiān)測的電化學(xué)微針適配體傳感貼片的示意圖。（F）基于ISF提取微針陣列、水凝膠電解質(zhì)界面和微制造OECT生物傳感器的可穿戴微創(chuàng)系統(tǒng)。
5.臨床前景
圖7女性激素監(jiān)測與女性卵巢激素周期、輔助生殖技術(shù)、妊娠管理和內(nèi)分泌相關(guān)疾病的臨床診斷相關(guān)。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acssensors.4c02877
