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
压电(QCM)生物传感器
检测对象
胆红素（bilirubin, BR）；样品基质：血清（serum）、磷酸盐缓冲液（PBS, pH 7.4）
检测原理
该传感器以QCM为换能器，以分子印迹HAP薄膜为识别层。制备时，胆红素作为模板参与HAP溶胶-凝胶成膜，随后用氨水去除模板，在薄膜中留下与胆红素形状和官能团互补的印迹空腔。检测时，溶液中的胆红素扩散进入HAP薄膜并与印迹空腔特异性结合，结合事件使传感器表面质量增加。根据Sauerbrey关系，质量增加导致石英晶体谐振频率下降，频率变化量与胆红素浓度在一定范围内呈线性关系。该过程无需酶、抗体或荧光标记，属于无标记质量传感；高浓度下印迹空腔饱和，响应趋于平缓。
检测灵敏度
LOD: 0.01 μM (S/N = 3)；线性范围: 0.05–80 μM；灵敏度斜率: -103.9 Hz/μM；R = 0.9990；线性方程: y (Hz) = −377.5 − 103.9[BR] (μM)
效应效果
该传感器响应时间约37 min，短于文献中1 h和2 h的MIP传感器；线性范围0.05–80 μM，宽于0.1–7.0 mg/dl、0.45–11.0 mg/dl和1.0–5.0 mg/dl；LOD 0.01 μM，低于8×10−5 mol/L。选择性方面，与胆绿素、胆固醇、睾酮相比，印迹HAP薄膜的相对选择性系数分别为2.06、2.14和2.33倍高于非印迹膜。传感器连续使用8次，第8次信号损失约2.6%，室温保存8个月仍稳定。血清加标回收率为96.83%–101.50%，RSD为2.9%–5.6%，表明其可用于实际血清胆红素检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：AT-cut 9 MHz 石英晶体（QCM）与真空镀金电极（Au），提供压电换能并传导频率信号
- 修饰层：分子印迹羟基磷灰石薄膜（BR-imprinted HAP film），表面溶胶-凝胶法制备，厚度约1.2 μm，形成印迹结合位点
- 识别元件：胆红素印迹空腔（BR-imprinted cavities），由胆红素模板去除后形成，选择性结合胆红素（BR）
- 信号标记物：无外加标记物，采用无标记质量传感，胆红素结合质量直接改变QCM频率
- 读出装置：TTL-IC振荡器（IC 74LS04）与频率计数器（Iwatsu SC-7201），监测频率变化并输出信号
中文摘要
本文报道了一种用于胆红素（bilirubin, BR）检测的新型压电生物传感器。作者采用分子印迹与表面溶胶-凝胶技术，在石英晶体表面制备了胆红素印迹羟基磷灰石（BR-imprinted HAP）薄膜，并将其作为识别层用于QCM传感。该传感器无需外加标记物，通过胆红素与印迹空腔的特异性结合引起质量变化，从而改变石英晶体谐振频率。结果表明，该传感器具有较高选择性和较好重现性，响应时间约37 min，线性范围为0.05–80 μM，检出限为0.01 μM。与已有方法相比，其线性范围更宽、检出限更低。血清样品加标检测表明，该传感器可用于实际血清中胆红素的测定，验证了其在临床分析中的应用潜力。
英文摘要
A novel piezoelectric sensor has been developed for bilirubin (BR) detection, based on the modification of molecularly imprinted hydroxyapatite (HAP) film onto a quartz crystal by molecular imprinting and surface sol-gel technique. The performance of the developed BR biosensor was evaluated and the results indicated that a sensitive BR biosensor could be fabricated. The obtained BR biosensor presents high-selectivity monitoring of BR, better reproducibility, shorter response time (37 min), wider linear range (0.05-80μM) and lower detection limit (0.01μM). The analytical application of the BR biosensor confirms the feasibility of BR detection in serum sample.