医疗废物中细胞外小囊泡（sEVs）的监测对于预防传染病传播和处理医疗废物中的环境污染物具有重要意义。由于废样sEVs含量低，样品成分复杂，迫切需要高灵敏度、高选择性的检测方法。近日，桂林理工大学李建平团队在国际权威学术期刊ACS Sensors发表题为“Monitoring of medical wastewater by sensitive, convenient, and low-cost determination of small extracellular vesicles using a glycosyl-imprinted sensor”的研究成果（https://doi.org/10.1021/acssensors.3c02091）。该研究构建了糖基印迹电化学传感器，并提出了一种快速、灵敏、选择性检测sEVs的新策略。传感器的检测范围为2.1×104-8.7×107个/mL，检测下限为1.7×104个/mL。将该传感器应用于医疗废水和尿液中sEVs的测定，结果表明，该传感器选择性好、检测成本低、灵敏度高。论文第一作者为桂林理工大学博士生蒋泽军，通讯作者李建平教授主要从事电化学分析、化学与生物传感器方面的研究工作。
该研究提出了一种新型的糖基印迹电化学传感器，该传感器的检测过程如图1所示，以sEVs表面携带的糖蛋白糖链末端的特征三糖为模板分子。以邻苯二胺(o-PD)和3-氨基苯基硼酸(m-APBA)为功能单体，采用电聚合法制备了糖基印迹聚合物(GIP)薄膜。sEVs通过识别糖蛋白的糖链被印迹空腔捕获。m-APBA分子也是一个信号探针，然后通过硼酸亲和力将其固定在sEVs表面的糖蛋白上。由于sEVs表面含有丰富的糖蛋白，m-APBA的电化学信号被放大。
图1 基于GIP膜检测sEVs的电化学传感器方案通过选择性实验考察了传感器的特异性识别性能。以重吸附sEVs(2.7×106个/mL)的响应电流值为对照，选择不同浓度的几种常见糖蛋白、金属离子和葡萄糖作为干扰物，图2A显示，干扰物对传感器的影响很小，说明该研究制备的传感器具有良好的选择性。此外，还测试了GIP传感器在不同浓度无外泌体血清（EDFBS）中的电流响应。如图2B所示，在含0%、20%和40%EDFBS的PBS缓冲液中含有5.4×106个/mL的电流响应值基本相同，表明样品的基质对GIP传感器的测定结果没有影响。结果表明，该传感器对医疗废水、尿样和血清的检测具有较高的准确度和重复性，并具有良好的抗干扰性。为了验证所研制的GIP传感器在医疗废水污染状况评价中的适用性，用该传感器对几个水样进行了检测。此外，还比较了GIP传感器和NTA两种方法对医疗废水中sEVs的分析结果。如图2C所示，在两种方法检测的9个医疗废水样本中均未发现sEVs。用GIP传感器测定的其他5个样品的结果与NTA的结果一致，RSD在3.1%-7.9%之间。上述结果表明，GIP传感器在医疗废水污染检测和评价中具有良好的应用前景。图2 (A)GIP传感器的选择性。(B)GIP传感器在不同浓度的EDFBS中的电流响应。(C)GIP传感器和NTA分析医疗废水中sEVs的结果。综上所述，该研究报道了一种用于医疗废水中sEVs测定的GIP传感器。糖基印迹膜通过sEVs表面的特征糖基识别和捕获sEVs；通过与糖蛋白的亲和力，测量sEVs表面附着的m-APBA探针信号，实现sEVs的定量分析。与文献报道的方法相比，该传感器灵敏度高，最低检出限为1.7×104个/mL，检测速度快，检测时间为1.5小时，且不含生物试剂，使用方便，成本低。该传感器有望用于监测传染性医疗废物或废水的排放。外泌体资讯网 ACS Sens.｜桂林理工大学李建平团队：用糖基印迹传感器灵敏、方便、低成本检测医疗废水中细胞外小囊泡含量
