碱性磷酸酶 (ALP，EC3.1.3.1) 是大多数组织中普遍存在的酶家族。来自巴塞罗那自治大学的研究人员在Biosensors andBioelectronics杂志发表文章，开发了结合免疫磁性分离和电化学生物传感的生物传感器，用于分析外泌体固有ALP活性。这种独特的生物传感装置，结合了免疫反应和酶反应，首次探索了外泌体上两种不同类型的生物标志物。此外，研究人员还探索了外泌体中ALP作为致癌和骨转移侵袭的潜在生物标志物。
ALP作为膜结合的金属酶在碱性介质中催化磷酸单酯水解成无机磷酸盐及其相应的醇。酶的每个活性位点包含两个 Zn2+和一个Mg2+的金属离子结合位点，这是酶折叠和磷酸基团结合所必需的。ALP是参与多种生物和代谢途径的关键酶，包括骨矿化过程，通过消耗培养基中的焦磷酸盐来增加局部磷酸根离子浓度，焦磷酸盐也可作为羟基磷灰石晶体形成的抑制剂。
ALP是一种成熟的生物标志物，通常在临床分析中确定，用于监测一系列疾病。例如，ALP在胆汁生成和肝脏疾病诊断中发挥作用，对其酶活性的评估是一个关键参数，因为肝酶活性的特定模式可能与常见疾病有关。人唾液中高水平的ALP可以指示牙周病。一些研究表明ALP的过度表达可能与癌症疾病的转移过程相关，例如骨肉瘤、前列腺癌、乳腺癌和结直肠癌。
临床液体诊断ALP活性的标准方法是基于分光光度测定法，将样品与碱性缓冲液和底物（磷酸对硝基苯酯）混合，并在405 nm处测量产物。这也广泛用于电化学生物传感器。研究团队曾报道过一种用于测定临床样品中ALP的电化学生物传感器，还证明了ALP对来自培养物上清液的成骨细胞衍生外泌体的活性。
外泌体是参与细胞间通讯机制的纳米级细胞外囊泡。外泌体货物来自其起源细胞，包括跨膜蛋白（例如CD9、CD63、CD81被认为是普遍存在的外泌体标志物）、DNA、RNA以及细胞来源的酶。目前正在研究外泌体作为癌症诊断和监测的生物标志物。大多数涉及生物传感器的外泌体检测研究包括用抗体进行特异性捕获和检测、以及用于区分外泌体的细胞来源。尽管如此，外泌体的异质性会影响抗体进行高特异性、低背景和无交叉反应的捕获和检测。
乳腺癌的骨转移与微钙化中碱性磷酸酶的增加之间存在相关性，研究人员使用外泌体ALP 活性代替标记抗体来实现电化学读数。目前临床实践中的几种ALP测量方法，缺少血清来源的外泌体中的ALP分析。在这项研究里，研究人员建立体外模型，使用了来自人类胎儿成骨细胞的外泌体。结果表明，电化学生物传感器提高了金标准比色检测法中外泌体中ALP活性的分析性能，提供了4.39 mUL-1的检测限，相当于每μL检测10万个外泌体。此外，该方法用于检测和量化源自乳腺癌患者血清样本的外泌体，基于免疫磁性分离的电化学生物传感器，使用特定的上皮生物标志物CD326 (EpCAM) 结合固有的ALP活性电化学读数，可用于区分健康和乳腺癌个体。
