组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
癌胚抗原（carcinoembryonic antigen, CEA）；样品基质为 PBS 标准溶液，目标应用为人源体液/血清（原文未报告实际临床样品）
检测原理
传感器以 anti-CEA 作为识别元件，CEA 与 anti-CEA 结合后在电极表面形成免疫复合物，改变界面电子传递环境。HRP 作为封闭剂和信号放大元件，催化 H2O2 氧化 Fe(CN)6^4- 为 Fe(CN)6^3-，电子经 AuNPs 传递至金电极，产生可测的还原/导纳信号。当 CEA 浓度升高时，免疫复合物阻碍 HRP 活性中心与电极之间的电子穿梭，使导纳还原电流下降。检测采用 FFT 连续方波伏安，在频域分离伏安信号与背景噪声，并对选定电位和时间窗口进行二维积分，提高信噪比和灵敏度。
检测灵敏度
LOD: 0.01 ng/mL；线性范围: 0.1–70 ng/mL 和 70–200 ng/mL；R = 0.998；灵敏度: 4.42 nC mL ng-1
效应效果
该传感器响应快速，96%稳态响应在20 s内完成。校准曲线相关系数 R=0.998，浓度范围内 RSD 为0.31–4.2%；重复性 RSD 为3.8%、2.9%、4.0%（10、30、50 ng/mL），日间 RSD<4.6%，稳健性 RSD≤5.2%。再生后 RSD 3.6%，4 ℃保存10 d后信号下降3.6%。对免疫球蛋白、甲胎蛋白、半胱氨酸、赖氨酸、谷氨酸（50 ng/mL）的干扰 RSD<4.4%。与已报道 CEA 电化学传感器相比，检出限达0.01 ng/mL，作者认为其具有简单、稳定、高灵敏的应用价值；文中未报告实际样品加标回收率数值。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：金盘电极（Au disk, d=3 mm），经抛光、超声和循环伏安清洗，作为导电基底与电化学换能器。
- 纳米材料修饰层1：氧化锌纳米颗粒（ZnO-NPs, 20 nm, 5%, pH 2.0–3.0）自组装于金电极，酸性下表面带正电，提供固定化基质并改变界面电荷。
- 纳米材料修饰层2：金纳米颗粒（AuNPs, ~15 nm）由 HAuCl4 在 -0.2 V 电沉积，增强导电性、促进电子转移并固定抗体。
- 识别元件：抗癌胚抗原单克隆抗体（anti-CEA），固定于 AuNPs 表面，特异性识别并结合 CEA。
- 封闭/信号放大元件：辣根过氧化物酶（HRP, 正电荷），封闭 AuNPs 剩余活性位点，催化 H2O2 放大免疫响应。
- 电子供体/底物：H2O2（0.5 mM）与铁氰化钾/亚铁氰化钾（Fe(CN)6^4-/3-, 3 mM），参与 HRP 催化电子转移并产生伏安信号。
- 检测系统：流动注射系统（700 μL 进样环）与自制电位计，采用 FFTSWV 读出导纳变化。
中文摘要
本文报道了一种高灵敏度的癌胚抗原（CEA）快速傅里叶变换导纳生物传感器。该传感器以氧化锌/金纳米颗粒（ZnO/Au NPs）双层膜作为固定化基质，分别通过自组装和电沉积方法在金电极表面制备。抗CEA抗体（anti-CEA）固定于金纳米颗粒上，正电荷辣根过氧化物酶（HRP）用于封闭非特异性结合位点。该导纳生物传感器基于快速傅里叶变换连续方波伏安法，对CEA的测定具有灵敏、快速（小于20 s）和可靠的响应，并作为流动注射系统的检测器使用。在0.5 mM H2O2洗脱液存在下，传感器的导纳还原电流随CEA浓度在0.1–70 ng/mL和70–200 ng/mL两个范围内线性下降，检出限为0.01 ng/mL。
英文摘要
In this work, a highly sensitive carcinoembryonic antigen fast Fourier transform admittance biosensor is introduced. The proposed biosensor is based on bilayer films of ZnO/Au nanoparticles as an immobilization matrix. These layers are prepared by self-assembly and deposition method on a gold electrode surface, respectively. Carcinoembryonic antibody (anti-CEA) was immobilized on gold nanoparticles and positively charged horseradish peroxidase (HRP) was used to block sites against nonspecific binding. The admittance biosensor was developed based on fast Fourier transform continuous square wave voltammetry, which produces a sensitive, fast (less than 20 s) and reliable response for determination of carcinoembryonic antigen. The technique was applied as a detector in a flow injection system. The admittances reduction current of the biosensor decreases linearly in two concentrations ranges of CEA from 0.1 to 70 ng/mL and from 70 to 200 ng/mL with a detection limit of 0.01 ng/mL in presence of 0.5 mM H(2)O(2) as an eluent solution.