随着对败血症早期筛查与细胞因子释放综合征动态监测需求的日益迫切，传统检测方法在灵敏度与实时性方面面临严峻挑战。近日，课题组联合上海交通大学医学院、上海交通大学医学院附属仁济医院及复旦大学附属中山医院青浦分院等单位，在生物传感领域取得重大进展，提出了一种基于氧化石墨烯（GO）功能化锥形光纤的适配体生物传感平台。该平台将GO固定在氨基功能化的锥形光纤表面，并将可与中性粒细胞弹性蛋白酶（ELANE）和乳铁蛋白（LF）特异性结合DNA适配体（NE-AP和LF-AP）吸附在GO表面，通过适配体-蛋白结合诱导的光谱红移实现对目标蛋白的定量检测，有效提升了生物标志物检测的灵敏度与特异性。
实验结果表明，该传感平台对ELANE的检测限低至3.57×10⁻20M，对LF的检测限低至1.28×10⁻19 M，比传统ELISA方法低约八个数量级，并具有优异的特异性，同时，展现出良好的可重复性与可靠性。该研究揭示了该传感平台卓越灵敏度的三重放大机制：GO纳米片提供超高比表面积实现适配体高密度有序固定的化学放大、GO高折射率增强局域倏逝场强度的光学放大，以及微流控流动池克服扩散限制的物理放大。
该系统进一步在脂多糖（LPS）诱导的小鼠炎症模型中开展了动态监测验证，成功解析了ELANE和LF的差异化时间释放曲线：ELANE在注射后1小时即达到峰值（波长偏移43.8 nm），而LF在24小时达到峰值（21 nm），证实了传感平台实时监测中性粒细胞活化动态的能力。在临床验证中，败血症患者血清样本产生了显著的光谱响应（NE-AP传感器：42.6±12.8 nm；LF-AP传感器：31.5±9.7 nm），而健康对照样本响应微弱（分别为4.2±2.1 nm和3.8±1.9 nm），展现出良好的临床区分能力。该研究通过实时动态监测能力解析中性粒细胞活化时序特征，为败血症早期诊断和慢性炎症临床实时监测提供了新的技术方案。
研究成果以“Graphene-oxide-microfiber aptasensor for dynamic neutrophil monitoring: Bridging cytokine release syndrome and point-of-care sepsis diagnosis”为题发表于交叉科学期刊《iScience》上。该项目获得了国家自然科学基金等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.117823