MXene抗体传感器可在偏远地区实现低成本、准确的维生素D检测

KAUST的一个多学科团队开发了一种电化学传感器，旨在解决特别影响中东和北非（MENA）人民的全球健康问题。该传感器检测血液样本中维生素D水平低，为基本维生素缺乏提供早期预警，如果不及时治疗，可能会对健康产生严重后果。

一篇描述这项工作的论文发表在《通讯材料》杂志上。

“维生素D缺乏会导致广泛的健康并发症，包括心血管疾病、自身免疫性疾病、神经退行性疾病和骨骼畸形，”该项目联合负责人Husam Alshareef和Dana Alsulaiman实验室的博士后Sharat Chandra Barman说。“维生素D缺乏症的早期诊断至关重要。”

当暴露在阳光下时，身体会在皮肤中产生维生素D，但在世界炎热地区，人们通常会尽量减少阳光照射。Alsulaiman说：“尽管沙特阿拉伯和中东和北非地区阳光充足，但维生素D缺乏症的患病率高得惊人，使其成为一个关键且经常被忽视的公共卫生挑战。”。

该地区约80%的人口缺乏维生素D，沙特阿拉伯16%的人严重缺乏维生素D。

很难测量血液样本中临床相关浓度的必需维生素。Alsulaiman说：“这种分子体积小，血液中循环浓度低，与其他生物分子的结构相似，都带来了挑战。”。因此，维生素D检测通常在仅在大型城市中心可用的专用设备上进行。

为了创建一种简单而准确的维生素D测试设备，即使在偏远的医疗保健中心也能使用，该团队创建了一种新型的电化学传感器，该传感器结合了MXene 2D纳米材料和维生素D选择性抗体。Barman解释说：“MXenes有几个适合生物传感器应用的功能。”。“它们具有生物相容性，具有优异的导电性，表面覆盖着可调的化学基团，可以实现进一步的设备功能。”

该团队使用这些化学基团将维生素D结合抗体附着在MXene表面。Barman说：“将MXenes与抗体结合，可以产生一种非常灵敏和高度选择性的材料，用于即时检测维生素D。”。该团队能够证明，当设备上的抗体与维生素D结合时，通过生物传感器的电流明显下降，电响应的大小与样品中维生素D的浓度成正比。

该传感器的维生素D检测限仅为每毫升样品1皮克，动态范围为每毫升0.1-500纳克。Barman说：“这个范围有效地涵盖了临床相关的维生素D水平，从缺乏到不足、充足和毒性范围。”。Alsulaiman说：“该传感器还显示出高选择性，显示出来自葡萄糖、维生素C和维生素B12等非靶生物分子的干扰最小。”

“我们的MXenes和抗体的协同组合使我们能够开发一个低成本、快速和分散的维生素D缺乏症生物传感平台，这推进了可获得的医疗保健解决方案，符合沙特富有远见的卫生部门转型计划的目标。”。p