组成图示
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传感器类型
全细胞生物传感器
检测对象
HL-60白血病细胞（HL-60 cells）；样品基质：PBS细胞悬液（pH 7.4）/EIS电解液（10 mM Fe(CN)6^3-/4-、1.0 M KCl）
检测原理
该传感器以玻璃碳电极为基底，表面修饰PS@PANI核壳纳米复合材料和AuNPs，形成三维导电且亲水的细胞固定界面。HL-60白血病细胞通过孵育粘附于PS/PANI/Au表面，细胞膜构成绝缘屏障，阻碍溶液中的Fe(CN)6^3-/4-氧化还原探针接近电极表面，使电子转移电阻Ret增大。细胞浓度越高，表面覆盖细胞越多，Ret越大，因此Ret与细胞浓度对数值呈线性关系。循环伏安中，细胞内鸟嘌呤可被氧化为8-氧鸟嘌呤，产生不可逆氧化峰，反映细胞活性。EIS通过拟合Nyquist图获得Ret，实现细胞浓度检测和增殖/凋亡监测。
检测灵敏度
LOD: 7.3 × 10^2 cells mL−1 (10σ)；线性范围: 1.6 × 10^3–1.6 × 10^8 cells mL−1；R^2 = 0.9965
效应效果
该传感器在5个独立制备电极上检测细胞浓度，相对标准偏差（RSD）为2.47%，表明重现性良好。裸GCE、PS/PANI/Au/GCE和固定细胞后的电子转移电阻分别为41.2 Ω、133.3 Ω和601.0 Ω，说明纳米复合层和细胞膜均显著阻碍电子转移。作者指出其检出限与大肠杆菌O157:H7阻抗免疫传感器及K562白血病细胞EIS方法相当。传感器制备简单、成本低、可一次性使用，可用于细胞粘附、增殖和凋亡的电化学监测；96 h后阻抗急剧升高提示细胞死亡/凋亡。文中未报告选择性、抗干扰、稳定性或实际样品加标回收率。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），抛光后作为工作电极，提供导电基底和阻抗测量界面
- 纳米复合材料修饰层：聚苯乙烯/聚苯胺核壳纳米复合材料（PS@PANI/PS-PANI），提供导电性、生物相容性和较大比表面积，增强细胞固定
- 金纳米粒子修饰层：金纳米粒子（AuNPs）静电组装在PS@PANI表面，提高亲水性、生物相容性和电子传递，促进细胞粘附与活性保持
- 细胞固定层：HL-60白血病细胞（HL-60 cells）孵育粘附于PS/PANI/Au表面，形成细胞膜屏障并作为被测细胞
- 氧化还原探针：10 mM Fe(CN)6^3-/4-与1.0 M KCl，用于电化学阻抗谱（EIS）测量界面电子转移电阻
- 电解液：PBS（pH 7.4）用于细胞固定与循环伏安；EIS溶液含Fe(CN)6^3-/4-和KCl
- 检测仪器：PGSTAT30/FRA2电化学工作站，三电极体系，输出阻抗谱和电子转移电阻（Ret）
中文摘要
本研究将金纳米粒子（AuNPs）组装到聚苯乙烯/聚苯胺核壳纳米复合材料（PS@PANI）表面，构建具有三维结构的PS/PANI/Au界面，用于固定HL-60白血病细胞并制备细胞电化学传感器。固定后的HL-60细胞在循环伏安中表现出不可逆氧化响应，同时使电极电子转移电阻增大；电子转移电阻与细胞浓度对数值在1.6×10^3至1.6×10^8 cells/mL范围内呈良好线性关系，检出限为7.3×10^2 cells/mL（10σ）。该传感器制备简单、成本低、可一次性使用，可用于快速测定细胞浓度，并可通过阻抗变化监测细胞粘附、增殖和凋亡状态，表明PS@PANI/Au复合材料在肿瘤细胞检测和临床应用中具有潜在价值。
英文摘要
Gold nanoparticles (AuNPs) were assembled on the surface of polystyrene (PS) and polyaniline (PANI) core-shell nanocomposite (PS@PANI) for the immobilization of HL-60 leukemia cells to fabricate a cell electrochemical sensor. The immobilized cells exhibited irreversible voltammetric response and increased the electron transfer resistance with a good correlation to the logarithmic value of concentration ranging from 1.6 x 10(3) to 1.6 x 10(8) cells mL(-1) with a limit of detection of 7.3 x 10(2) cells mL(-1) at 10 sigma. This biosensor was simple, low cost and disposable, which implied that the PS@PANI/Au composites can regard as the potential applications for clinical applications.