天津大学医学部卫生应急学院生命支持团队开发可用于ECMO相关出血并发症预警的vwf快检平台

天津大学医学部卫生应急学院生命支持团队开发可用于ECMO相关出血并发症预警的vwf快检平台

2025-10-22

近日，我院装备中心生命支持团队开发出一款基于rGO@AuNPs纳米复合材料的电化学VWF生物传感器，可在15分钟内精准检测血液中的Von Willebrand因子（VWF）浓度，实现对ECMO（体外膜肺氧合）患者出血并发症的早期预警。该研究成果已发表于传感领域国际权威期刊《Biosensors and Bioelectronics》（IF：10.5），题为“Electrochemical VWF Biosensors Based on Two-Step Synthesized rGO@AuNPs Nanocomposites for Early Prediction of ECMO Bleeding Complications”。   

ECMO是救治严重心肺衰竭患者的关键生命支持技术，然而其治疗过程中出血并发症一直是临床面临的重大挑战。此前有研究发现，ECMO运转中产生的高剪切应力会导致VWF因子降解，进而引发凝血功能障碍。传统VWF检测方法耗时长、设备复杂，难以满足床旁快速检测需求。                                                       

基于rGO@AuNPs纳米复合材料的电化学VWF生物传感器

本研究采用两步合成法制备了rGO@AuNPs纳米复合材料，显著提升了传感器的导电性与抗体固定效率，实现了0.39 pg/mL的超低检测限，并在VA-ECMO转机猪模型与临床VA-ECMO转机患者血液样本中与金标准ELISA方法高度一致。同时，团队还设计了小型化、无线传输的检测电路，便携性与临床转化潜力。

基于两步法合成的rGO@AuNPs

研究首次在体外剪切模型中揭示了VWF浓度随剪切应力变化的“上升-峰值-下降”动态规律，并在动物与临床样本中验证了VWF下降与APTT延长同步出现，提示VWF可作为出血风险的早期预测指标，为临床干预提供了宝贵的时间窗口。该研究成果不仅为ECMO患者的出血风险管理提供了新型工具，也展现了电化学生物传感器在急危重症POCT领域的广阔应用前景。

VWF传感器在体外模型、猪VA-ECMO和临床样本中的应用

天津大学医学部卫生应急学院生命支持团队长期致力于CA（心脏骤停）全链条救治研究，以及ECMO过程中相关并发症的预警与防治研究。在前期工作中，团队已系统探究了ECMO相关急性肾损伤的发病机制与干预策略。此次VWF传感器的成功研发，标志着团队在ECMO并发症预警领域取得了新的重要进展。

天津大学医学部卫生应急学院硕士研究生寇紫涵和李佳蒙副研究员为本文的共同第一作者。天津大学医学部卫生应急学院樊毫军教授、孟祥艳副教授和李佳蒙副研究员为论文的共同通讯作者，天津大学医学部卫生应急学院为本论文的第一通讯单位。感谢天津大学精仪学院黄显教授团队对本论文的帮助。本论文得到了国家自然科学基金、中国博士后基金会面上项目和国家资助博士后研究人员资助计划的支持。

文章链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566325009406

DOI：https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.118064

内容来源：李佳蒙

编辑：郭嘉懿