类型a：这篇文档报告了一项原创研究。
主要作者与机构及发表信息
本研究的主要作者包括Juan He、Miao Hu、Lin Yang等，他们来自西南大学化学与材料科学学院以及四川大学分析测试中心。该研究由Xue Jiang和Juan He共同通讯，发表于《Analytical Chemistry》期刊，出版时间为2024年。
学术背景
这项研究属于生物分析化学领域，专注于开发一种便携式微等离子体光谱仪（portable capillary-microplasma optical emission spectrometer, CLEGD-OES），用于检测癌胚抗原（carcinoembryonic antigen, CEA）。CEA是一种重要的肿瘤标志物，常用于结直肠癌及其他癌症的诊断。传统的免疫分析方法（如横向流动免疫测定、电化学免疫测定和化学发光免疫测定）虽然广泛使用，但在现场即时检测（point-of-care testing, POCT）中存在诸多限制，例如设备笨重、成本高、操作复杂等问题。因此，研究人员设计了一种集成化的3D打印设备，通过结合毛细管液体电极辉光放电（capillary liquid electrode glow discharge, CLEGD）与光学发射光谱仪（optical emission spectrometer, OES），实现了对微量样本中CEA的高灵敏度检测。
研究流程
该研究分为多个步骤，详细描述如下：
实验准备与试剂
研究团队制备了多种溶液，包括包被缓冲液、磷酸盐缓冲液（PBS）、封闭缓冲液、洗涤缓冲液、柠檬酸缓冲液以及银放大溶液。实验对象包括标准CEA溶液和血清样本。所有试剂均为分析纯级，玻璃毛细管内径为75 μm，外径为365 μm。
免疫分析原理
采用夹心免疫分析法（sandwich immunoassay），将CEA的一抗固定在96孔板上，随后加入待测样本或标准CEA溶液以及胶体金标记的二抗。通过银沉积放大信号后，利用CLEGD-OES检测银原子发射光谱（Ag atomic emission lines at 328.1 nm）进行定量分析。
设备设计与优化
研究团队设计并3D打印了一个体积为3.5 dm³的集成化设备，包含免疫分析平台和检测平台。检测平台包括放电系统、进样系统、微等离子腔室和检测系统。通过优化氩气流速（500 mL/min）、放电电压（11 V）和放电间隙（4.0 mm），确保了设备的稳定性和灵敏度。
实验参数优化
对抗体浓度、免疫反应时间、银源选择及银放大时间进行了优化。结果表明，10 μg/mL的一抗、1 μg/mL的抗原、40 μg/mL的胶体金标记二抗以及60分钟的反应时间是最佳条件。银放大时间确定为15分钟，以避免背景信号过高。
数据分析流程
样品中的银离子（Ag(I)）在微等离子体中被激发并产生发射光谱。通过ICP-OES和CLEGD-OES记录银原子发射信号，并建立校准曲线进行定量分析。
主要结果
1. 银原子发射光谱检测
研究发现，CLEGD-OES能够成功检测到328.1 nm处的银原子发射信号，并且其响应与Ag(I)浓度呈良好的线性关系（R² = 0.990）。这表明设备具有高灵敏度和宽线性范围。
CEA检测性能
在最优条件下，CLEGD-OES对CEA的检测范围为1-500 ng/mL，检出限（LOD, 3σ）为0.9 ng/mL，与商用ICP-OES相当。此外，在稀释100倍的人血清样本中，CLEGD-OES表现出良好的准确性和重复性。
银沉积放大效果
胶体金颗粒（AuNPs）显著加速了银沉积过程，使AuNPs直径显著扩大，从而实现高效信号放大。与未放大信号相比，银信号的灵敏度提高了70倍。
结论与意义
本研究成功开发了一种便携式CLEGD-OES设备，用于现场即时检测CEA。该设备具有高灵敏度、低样品消耗（微升级别）、小体积（3.5 dm³）以及强抗干扰能力等优点。这些特性使其在癌症早期预防和诊断中具有重要应用价值。此外，该研究还展示了微等离子体技术在原子光谱分析领域的巨大潜力。
研究亮点
1. 创新性设备设计
通过3D打印技术实现了设备的高度集成化和小型化，适合POCT应用。
高效的信号放大策略
利用胶体金标记和银沉积放大技术，显著提高了检测灵敏度。
优异的检测性能
在微量样本中实现了与商用ICP-OES相当的检测性能，同时降低了设备成本和操作复杂性。
其他有价值内容
研究团队还探讨了设备在复杂基质（如人血清）中的适用性，并与其他现场检测技术进行了比较。结果表明，CLEGD-OES在特异性和抗干扰能力方面具有明显优势。此外，该设备的操作简单，适合非专业人员在现场使用。