组成图示
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传感器类型
微流控生物传感器
检测对象
葡萄糖（glucose）；样品基质为磷酸盐缓冲液（50 mM phosphate buffer, pH 7.2，含 KCl/NaCl 与 Pluronic F127）中的标准添加溶液。
检测原理
该装置通过储液腔内叉指 Pt 电极电解水产生 H2 和 O2，形成压力驱动流，克服 FOTS 疏水停止阀的背压，将含葡萄糖的缓冲液泵入分析腔。葡萄糖到达工作电极后，被聚吡咯膜中固定的葡萄糖氧化酶 GOD 催化氧化，同时消耗 O2 并生成 H2O2。生成的 H2O2 在 0.85 V 对 Pt 伪参比电极发生安培氧化，产生氧化电流。随着葡萄糖浓度升高，酶催化产生的 H2O2 增多，安培电流相应增大，在 1.8–23.2 mM 范围内呈线性关系。该过程以酶催化作为识别与信号转换环节，未采用 HCR、RCA 等额外放大策略，以微流控泵送实现试剂自动输送。
检测灵敏度
线性范围: 1.8 mM–23.2 mM；R^2 = 0.991
效应效果
在 3.5–4.0 V 电解电压下，装置可重复泵送流体，分析腔填充时间小于 2.5 s；峰值功率随电压线性增加（r2=0.997），4 V 时峰值功率为 3.5 V 的两倍以上。停止阀背压由 27.0 cm 水柱（n=3）测得 2.65 kPa，与理论估算 2.88 kPa 相差约 8%。葡萄糖传感器在 1.8–23.2 mM 范围内峰氧化电流线性（r2=0.991）。原文未报告选择性、稳定性、RSD 和实际样品回收率。作者认为该芯片具有低电压、低功耗和小尺寸优势，适合电池供电的自主嵌入式生物传感微系统，可用于远程传感、诊断胶囊或微流控药物输送。
传感器的构成
- 基底与微电极：0.8 mm 玻璃基底经 HF 湿法刻蚀形成 250 nm 凹槽，光刻 S1818 并蒸发 20 nm Ti/125 nm Pt 形成三电极葡萄糖传感器和泵用叉指电极。
- 微流控腔体：PDMS 对 SU-8 母版复制成型，形成储液腔、通道和分析腔，通道宽 400 µm、高 20 µm，并与玻璃基底压力键合。
- 停止阀：玻璃表面光刻 FOTS（1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷）形成疏水屏障，阻止流体进入分析腔并阻挡电解气泡。
- 识别元件：葡萄糖氧化酶 GOD 先吸附于工作电极，再与吡咯共聚合形成聚吡咯（PPy）导电聚合物膜，固定 GOD。
- 信号换能：葡萄糖在 GOD 催化下与 O2 生成 H2O2，H2O2 在 0.85 V 对 Pt 伪参比电极发生安培氧化，产生与葡萄糖浓度相关的电流。
- 泵送与试剂：储液腔内叉指 Pt 电极电解水产生 H2/O2 压力，将含葡萄糖的磷酸盐缓冲液（含 KCl/NaCl、Pluronic F127）泵入分析腔。
中文摘要
本文报道了一种可控微流控阀与电化学泵耦合的实验室芯片装置，用于向集成微流控生物传感系统输送试剂。流体由停止阀保留在插入储液腔中，并通过电化学驱动进行泵送，从而实现低电压、低功耗、可重复的小体积流体操控。作者采用X射线光电子能谱（XPS）和接触角测量对阀的性质进行表征，据此计算界面作用力的大小，并通过实验测量加以验证。电解水产生的氢气和氧气作为按需压力系统，推动流体越过停止阀屏障。生物传感腔的填充过程按填充时间、消耗能量和峰值功率进行了表征。最后，以葡萄糖生物传感器为例展示了该装置的潜在应用。
英文摘要
We describe the fabrication of a controllable microfluidic valve coupled with an electrochemical pump, which has been designed to deliver reagents to an integrated microfluidic biosensing system. Fluid, retained within an insertion reservoir using a stop valve, was pumped using electrochemical actuation, providing a low power, low voltage integrated Laboratory-on-a-Chip for reproducible, small volume fluidic manipulation. The properties of the valve were characterized using both X-ray photoelectron spectroscopy and contact angle measurements, enabling the calculation of the magnitude of the forces involved (which were subsequently verified through experimental measurement). Electrochemical generation of oxygen and hydrogen acted as an on-demand pressure system to force fluid over the stop valve barrier. The process of filling-up the biosensing chamber was characterized in terms of the time to fill, the energy used, and the peak power consumed. The potential of the device was illustrated using a glucose biosensor.