组成图示
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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），实验中也使用磷酸盐缓冲溶液。
检测原理
传感器以胆红素印迹二氧化钛薄膜作为识别层。在pH 8.0条件下，二氧化钛表面主要呈>Ti-OH，胆红素主要以B-形式存在，二者通过氢键等相互作用进入印迹空腔并特异性结合。结合事件使石英晶体表面质量增加，根据压电石英晶体微天平的Sauerbrey效应，共振频率随吸附质量增加而下降。该过程无需酶、抗体或荧光标记，直接以频率变化反映胆红素浓度。在0.1–50 μM范围内，频率变化与浓度呈线性关系，线性方程为y (Hz) = -157.4 - 91.8 [bilirubin] (μM)，R = 0.9988。
检测灵敏度
LOD: 0.05 μM (S/N = 3)；线性范围: 0.1–50 μM；线性方程: y (Hz) = -157.4 - 91.8 [bilirubin] (μM)；R = 0.9988, n = 8
效应效果
该传感器对胆红素具有较高选择性。与胆绿素、胆固醇和睾酮相比，印迹薄膜对胆红素的相对选择性系数分别比非印迹薄膜提高2.8、3.1和1.2倍；1.0 μM下频率变化分别为-315、-76、-37和-33 Hz。传感器重现性良好，连续9次响应后信号损失约2.9%；在连续流动和间歇使用中稳定，室温保存3个月以上仅轻微灵敏度下降。血清加标回收率为96.00%–100.58%，响应时间约30 min，检出限低于已有报道，可用于肝功能相关血清胆红素检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：AT-cut 9 MHz 石英晶体（QCM resonator），双面真空镀金电极，一侧用玻璃盖玻片和硅O形圈绝缘，仅工作电极暴露。
- 修饰层：表面溶胶-凝胶法制备的胆红素印迹二氧化钛薄膜（bilirubin-imprinted titania film, BITF），由钛酸四丁酯（Ti(O-nBu)4）与胆红素模板形成，厚度约0.8 μm。
- 识别元件：BITF 中经氨水洗脱模板形成的胆红素印迹空腔，通过氢键等与胆红素特异性结合。
- 信号标记物：无外源标记物，采用无标记直接质量传感（label-free mass sensing）。
- 读出系统：Q-sense QCM、TTL-IC 振荡器（IC 74LS04）、频率计（Iwatsu SC-7201）和蠕动泵（Ismatec IPC-8）组成流动检测系统。
中文摘要
本研究基于分子印迹与表面溶胶-凝胶技术，在石英晶体表面制备胆红素印迹二氧化钛薄膜，构建了一种高选择性、高灵敏度的压电石英晶体微天平（QCM）胆红素生物传感器。以钛酸四丁酯（Ti(O-nBu)4）为钛源，胆红素为模板，经浸渍-清洗-水解-干燥循环形成约0.8 μm印迹薄膜，再用氨水洗脱模板形成特异性识别空腔。胆红素结合后引起晶体表面质量增加，导致共振频率下降，从而实现无标记检测。结果表明，该传感器响应时间约30 min，线性范围为0.1–50 μM，检出限为0.05 μM，对胆红素具有较高选择性，并可用于血清样品中胆红素的测定。
英文摘要
A novel quartz crystal microbalance (QCM) sensor with a high selectivity and sensitivity has been developed for bilirubin determination, based on the modification of bilirubin-imprinted titania film onto a quartz crystal by molecular imprinting and surface sol-gel techniques. The performance of the developed bilirubin biosensor was evaluated and the results indicated that a sensitive bilirubin biosensor could be fabricated. The obtained bilirubin biosensor presents high-selectivity monitoring of bilirubin, better reproducibility, shorter response time (30 min), wider linear range (0.1-50 μM), and lower detection limit (0.05 μM). The analytical application of the bilirubin biosensor confirms the feasibility of bilirubin determination in serum sample.