组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
无明确被测物；固定化对象为牛血清白蛋白（BSA），样品基质为 Tris 缓冲液（pH 8.5）和磷酸盐缓冲液（pH 7.8）
检测原理
本文并非传感检测，而是表面共价固定化研究。HDLC 薄膜表面含有 sp2 C=C、CH、CH2 和 CH3 等基团，表面能约39.6 mJ/m2，呈疏水且电中性。DOPA 在 pH 8.5 下与 HDLC 表面反应形成 D-HDLC，引入仲胺和羧基等反应基团。BSA 在 pH 7.8 磷酸盐缓冲液中与 D-HDLC 接触后，其氨基/酰胺基与表面反应基团形成共价键，得到 BD-HDLC。FTIR 中酰胺 I 带（约1600–1700 cm-1）出现且酰胺 II 带消失，表明蛋白构象保持并发生共价固定；AFM 显示固定蛋白在探针作用下不移动，说明固定牢固。该过程不产生随被测物浓度变化的传感信号。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
HDLC 薄膜厚度约168±5 nm，比表面积估计约10^11 nm2/g，远高于氧化石墨烯颗粒；表面粗糙度约0.05 nm，D-HDLC、BSA-HDLC 和 BD-HDLC 粗糙度约0.1 nm。BSA 直接处理 HDLC 仅见少量蛋白，可能来自疏水吸附；DOPA 修饰后 BD-HDLC 表面固定大量蛋白，表明共价固定强于物理吸附。AFM 非接触成像可重复，蛋白未因探针垂直力移除，说明固定稳定。FTIR 证实 D-HDLC 含仲胺/羧基，BD-HDLC 出现酰胺 I 带，蛋白构象保持。未报告 RSD、回收率或选择性实验。作者认为 HDLC 可大面积涂覆生物材料，具有生物相容潜力，可作为医疗/生物传感器器件涂层。
传感器的构成
- 基底：p型镜面抛光 Si(100) 晶圆，提供机械支撑与沉积衬底。
- 基底薄膜：氢化类金刚石碳（HDLC）薄膜，由 He/H2/CH4 射频等离子体偏压增强成核（BEN）沉积并氢化，厚度约168±5 nm，提供原子级光滑、高比表面和 sp2 C=C、CH/CH2/CH3 基团。
- 功能化层：3,4-二羟基-L-苯丙氨酸（DOPA）修饰层，在 10 mM Tris pH 8.5 中处理 2 h，形成 D-HDLC，引入仲胺/羧基等反应基团。
- 固定蛋白层：牛血清白蛋白（BSA），在 0.2 M 磷酸盐缓冲液 pH 7.8 中处理 2 h，与 D-HDLC 反应形成 BD-HDLC。
- 表征读出：FTIR、Raman、AFM、TEM 和接触角测量，用于确认表面基团、共价固定、形貌与晶体结构。
中文摘要
氢化类金刚石碳（HDLC）具有原子级光滑表面，可沉积于高比表面基底并通过化学功能化引入反应性基团，是蛋白质固定化的理想基底。本文报道了一种合成路线：先通过射频等离子体偏压增强成核法沉积类金刚石碳（DLC）并氢化得到 HDLC，再进行化学功能化。表面反应性基团可与蛋白质中的氨基反应，使蛋白质在接触时发生共价固定。拉曼光谱证实 HDLC 表面存在 C=C、CH、CH2 和 CH3 等功能基团；傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实蛋白质通过共价作用固定于表面。原子力显微镜（AFM）对固定蛋白的成像具有可重复性，因为蛋白不会因 AFM 探针作用而移动，这优于常用于蛋白 AFM 研究的云母基底。HDLC 具有与氧化石墨烯相似的技术优势，并可大面积涂覆生物材料，适用于医疗和生物传感器器件制造。
英文摘要
Hydrogenated diamond-like carbon (HDLC) has an atomically smooth surface that can be deposited on high-surface area substrata and functionalized with reactive chemical groups, providing an ideal substrate for protein immobilization. A synthetic sequence is described involving deposition and hydrogenation of DLC followed by chemical functionalization. These functional groups are reacted with amines on proteins causing covalent immobilization on contact. Raman measurements confirm the presence of these surface functional groups, and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) confirms covalent protein immobilization. Atomic force microscopy (AFM) of immobilized proteins is reproducible because proteins do not move as a result of interactions with the AFM probe-tip, thus providing an advantage over mica substrata typically used in AFM studies of protein. HDLC offers many of the same technical advantages as oxidized graphene but also allows for coating large surface areas of biomaterials relevant to the fabrication of medical/biosensor devices.