An Electrically Activated Nanobody Biosensor for On-Demand Detection.
本文报道了一种可动态、按需检测目标分子的生物传感系统，面向生物制造、临床诊断和环境监测。纳米抗体能够识别细菌、蛋白质和小分子等目标，但传统平台多为静态结构，结合位点持续暴露，难以在动态环境中进行时空控制。作者提出一种自适应按需纳米抗体传感平台，利用电响应寡肽门控抗原结合位点，使其在 OFF（屏蔽）和 ON（暴露）状态之间切换。施加电...
Using Electropolymerization-based Doping for the Electro-addressable Functionalization of a Multi-electrode Array Probe for Nucleic Acid Detection.
尽管大量可独立寻址电极可集成于小面积内，但电化学方法在同时检测多种分析物方面仍有限。本文报道了一种用于核酸检测的三根紧密排列、可独立寻址碳纤维护电极（CFE）探针的电可寻址功能化简便方法。首先，将三根单碳纤维护电极分别插入三通道玻璃毛细管，经微拉制和研磨制备多电极阵列探针。其次，采用基于电聚合的掺杂策略对探针进行电可寻址修饰：仅在一...
Spheroid Culture of Mammalian Olfactory Receptor Neurons: Potential Applications for a Bioelectronic Nose.
哺乳动物嗅觉系统可基于嗅受体神经元（ORNs）表达的约一千种嗅觉受体（ORs）高灵敏、高选择地检测多种气味物，ORs 具有动态检测范围并参与嗅球中的信号编码。为开发仿生嗅觉传感器，需要稳定培养并长期保存 ORNs，但传统单层原代培养存在可用时间短、培养效率低和长期储存困难等限制。本研究建立了一种基于重组蛋白 REP（TGPG[VGR...
Simultaneous monitoring of single cell and of micro-organ activity by PEDOT:PSS covered multi-electrode arrays.
连续、长期监测细胞与微器官活动对理解生理机制及器官芯片等新技术至关重要。随着干细胞技术进展，糖尿病领域需要非侵入方法对大量替代胰腺胰岛进行质量评估。微器官的电活动既表现为高频单细胞动作电位（AP），也表现为低频局部场电位或慢电位（SP），二者分别反映单细胞去极化、细胞间耦合及整体器官生理状态，并指示胰岛激活的不同阶段。由于胰岛 AP...
A 16 × 16 CMOS Capacitive Biosensor Array Towards Detection of Single Bacterial Cell.
本文报道了一种16×16 CMOS电容生物传感器阵列，用于全细胞细菌的阻抗/介电检测。每个像素由钝化叉指微电极和片上读出电路组成，读出接口基于电荷共享原理实现电容到电压的线性转换，并引入亚阈值增益级以提高对细菌结合的灵敏度。该阵列采用CMOS混合信号工艺制造，实验表明其可在电解质电导率高达0.05 S/m的条件下准确测量介电特性，最...
Development and characterization of a diamond-insulated graphitic multi electrode array realized with ion beam lithography.
检测神经元和神经内分泌细胞的量子外排事件是神经科学中的关键难题。金刚石因生物相容性、透明性和化学惰性，成为新一代生物传感器的重要平台；其电学性质还可利用碳同素异形体的亚稳态，在绝缘与导电之间调控。本研究采用离子束光刻技术，在IIa型单晶金刚石（4.5×4.5×0.5 mm3）上制备了适用于细胞培养的16通道多电极阵列（MEA）。聚焦...
A high sensitivity MEA probe for measuring real time rat brain glucose flux.
本文报道一种基于MEMS工艺制备的植入式多电极阵列(MEA)葡萄糖生物传感器，用于实时监测大鼠脑细胞外液葡萄糖通量。探针在SOI晶圆上制造，含4根可穿透脑组织的微杆和16个直径15 μm的铂记录位点；葡萄糖氧化酶(GOx)通过戊二醛交联固定于Pt表面，葡萄糖氧化产生H2O2，在+700 mV下被Pt电极安培检测。为降低脑内电活性干扰...
A novel bioelectronic glucose sensor to process distinct electrical activities of pancreatic beta-cells.
葡萄糖传感器已改善1型糖尿病治疗，但仍不能感知全部生理信号并实现闭环控制。胰腺β细胞在进化中形成生物传感器，可整合葡萄糖以外的脂质、氨基酸及GLP-1、GIP等激素信号。作者利用β细胞暴露于葡萄糖和激素时电活动改变的特性，设计了一种生物电子葡萄糖传感器：将小鼠胰岛细胞培养在多电极阵列上，细胞外记录其场电位。在低葡萄糖下无电振荡，高葡...
Single-nucleotide polymorphism genotyping using a novel multiplexed electrochemical biosensor with nonfouling surface.
本文报道了一种用于单核苷酸多态性（SNP）分析的新型电化学DNA生物传感器。该传感器在16电极阵列的金电极表面构建寡核苷酸整合抗污表面（ONS），通过巯基化捕获探针与乙二醇硫醇共组装形成混合自组装单分子层，以抵抗血清和PCR产物中的非特异吸附。检测策略基于DNA模板化连接：完全匹配的靶DNA使金电极上的捕获探针与带生物素的串联信号探...
Electrochemically deposited iridium oxide reference electrode integrated with an electroenzymatic glutamate sensor on a multi-electrode array microprobe.
本文报道了一种可植入的微加工多电极阵列（MEA）微探针，将其改造为用于快速检测谷氨酸的完整电化学生物传感器。采用后加工电化学沉积方法，在指定铂（Pt）微电极上沉积氧化铱（IrOx）薄膜，从而在探针上集成 IrOx 参比电极（RE），替代常用且不稳定、易引发炎症的 Ag/AgCl 线参比电极。该 IrOx 膜与 Pt 对电极及酶促谷氨...
Commercialisation of CMOS integrated circuit technology in multi-electrode arrays for neuroscience and cell-based biosensors.
将标准集成电路（IC）技术用作细胞基生物传感器的换能器，用于药物发现药理学、神经接口系统和电生理学研究，要求电极具备电化学稳定性、生物相容性和低成本。然而，广泛使用的互补金属氧化物半导体（CMOS）IC 技术本身难以满足电化学稳定性要求。对于仅用于研究的器件，可在洁净室中通过后处理修饰 CMOS；但要使 CMOS 成为商用生物传感器...
New prototype assembly methods for biosensor integrated circuits.
本文评估了两种用于将集成电路（IC）传感器与细胞培养腔结合的生物传感器原型封装方法。第一种方法采用聚乙二醇（PEG）模具，在室温硫化（RTV）硅橡胶弹性体涂覆过程中遮蔽 IC 传感区，从而绝缘键合焊盘和键合线；第二种方法采用美国 Quik-Pak 提供的部分封装服务，通过环氧窗框和模塑料覆盖键合线并保留传感窗口。两种方法均显示良好的...
The fabrication of an olfactory receptor neuron chip based on planar multi-electrode array and its odor-response analysis.
本研究开发了一种基于嗅感受神经元（ORNs）的新型嗅觉神经芯片。ORNs 被培养在60通道平面多电极阵列（MEA）表面，利用定制气体进样系统将两种不同浓度的气味物定量泵入芯片，并在体外同步记录多个 ORNs 的细胞外电活动。研究基于 ORN 尖峰序列，对气味响应的发放幅度、发放阈值、发放速率及发放通道等特征进行了定性与定量分析。进一...