疾病标志物的發現與鑒定對于疾病早期診斷、預防、治療與預後具有重要意義。蛋白質作為生命活動的最終執行者，其狀态的改變與疾病的發生與發展情況密切相關。基于化學修飾電極的生物傳感器可将電極表面生物分子反應産生的信息直接轉換為電信号加以輸出，有望為癌症、傳染性疾病、炎症等重大疾病的蛋白質标志物檢測提供快速、便捷的自動化方法。然而，抗原、抗體蛋白質等生物大分子與電極界面的電荷傳輸機制尚不明晰，制約了這一傳感技術在蛋白質類疾病标志物檢測中的發展與應用。

針對這一難題，6774澳门永利與同濟醫學院附屬協和醫院組建了“光電生化智能傳感”醫工交叉科研團隊，提出了一種蛋白質檢測用半導體生物傳感器制備方法，利用膠體量子點等半導體納米晶構建蛋白質分子的“電學标記”，修飾在平面三電極的工作電極表面形成全固體生物傳感器，成功将抗原與抗體的特異性結合反應“一步法”轉換為電信号，實現了對有關蛋白質疾病标志物的低濃度特異檢測。

膀胱癌是常見的惡性腫瘤，具有發病率高、死亡率高的特點。團隊利用硫化鉛膠體量子點構建了膀胱癌标志物角蛋白18（CK18）抗體的電學标記，将其修飾在碳工作電極表面，研制出檢測CK18抗原蛋白質半導體生物傳感器，具有快速（~30 s）、高靈敏（檢測下限約58 fg mL^-1）的特點（相關研究論文發表于《功能材料與器件學報》，詳見https://gncq.cbpt.cnki.net/WKD2/WebPublication/paperDigest.aspx?paperID=74302f3e-63ba-4bcf-bd65-1f4f9af755cb）；進一步采用更加環境友好的硫化铋半導體納米晶作為CK18抗體的電學标記，對CK18抗原蛋白檢測下限為39 fg mL^-1，線性範圍為1~1000 pg mL⁻¹（相關研究論文發表于Chemosensors，詳見https://www.mdpi.com/2227-9040/10/2/48/html），展現出應用于膀胱癌早期篩查的潛力。

變應性鼻炎是上呼吸道的常見疾病，其發病原因複雜，臨床客觀炎症檢測指标缺乏。醫學研究發現嗜酸性粒細胞陽離子蛋白（ECP）作為局部标志物，對變應性鼻炎的局部炎症性質及程度的客觀判斷至關重要。團隊利用硫化鉛膠體量子點構建對于ECP抗體的電學标記，修飾在碳工作電極表面，可檢出鼻分泌物樣本中含量為0.508 pg mL^-1的ECP。相關研究論文發表于Chinese Journal of Analytical Chemistry（詳見https://doi.org/10.1016/j.cjac.2021.11.007）。

在之前的研究中，團隊面向新冠病毒感染者快速篩查的檢測需求，通過對膠體量子點蛋白質電學标記構建方法與新冠病毒蛋白質電化學行為的研究，構建出融合半導體量子效應的新型信号轉導與放大機制，設計并制備了全固态、高靈敏度、高特異性新冠病毒蛋白質傳感器，對新冠病毒IgG抗體和抗原的檢測下限均達到ng mL⁻¹級，準确率接近ELISA檢測方法，配合手持式樣機使用，可在1分鐘内完成對血清樣本的檢測。相關研究論文發表于Biosensors & Bioelectronics（詳見https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.113974）。

團隊緻力于開展高靈敏度、高可靠性電子鼻和電子舌等智能傳感器與芯片研究，通過智能傳感技術與生物、醫學領域的交叉創新研究，實現人體呼出氣及體液等樣本中病毒和疾病标志物的發掘與檢測，圍繞核酸、蛋白質、代謝分子、細胞等多尺度标志物構建立體化、精細化診斷模型，為重大疾病的快檢、早篩和智能預警提供新手段。以上工作成果在低成本高通量臨床診斷儀器開發和智慧醫療等方面展現出巨大潛能，有望在醫院科室、POCT（床邊檢測）、社區體檢、居家自檢和遠程醫療等實際場景中取得應用。