本文报道了一种基于定制 CMOS 微芯片的高密度电化学成像生物传感器系统。该微芯片在 3.6 mm×3.6 mm 传感区内集成 16,064 个铂（Pt）微电极、16,064 个片上读出通道及数字控制电路，并采用 27.5 µm 空间节距的新型三电极几何结构，可实现生物样品细胞级化学梯度成像。片上读出通道噪声水平支持对去甲肾上腺素（...
电子舌（ET）已广泛用于食品、饮料和制药领域，但灵敏度和特异性有限。生物电子舌（BioET）通过整合生物材料与多种换能器，弥补人工电子舌与生物味觉之间的差距。本文首次利用Sprague-Dawley（SD）大鼠原代心肌细胞作为初级味觉传感元件，微电极阵列（MEA）作为次级换能器，构建了一种用于苦味和鲜味检测的仿生体外细胞基BioET...
近年来，含工程纳米材料（ENMs）的商业产品数量呈指数增长，因此必须系统评估其对生态系统和人体健康的毒性。纳米毒理学作为评估 ENMs 危害的交叉学科迅速发展，已有多种物理化学与生化方法用于从毒理学角度表征纳米材料。电分析与生物电化学方法可拓展纳米毒性评估技术体系，并加速 ENMs 毒性效应的检测与筛选。这些方法可在单细胞、细胞群体...
生物嗅觉与味觉系统能够以高灵敏度和特异性识别数千种气味和味觉物质，特异性受体蛋白在其中发挥关键作用。本研究采用内源表达人苦味受体 T2R16 的人神经母细胞瘤 SH-SY5Y 细胞系，并将线虫嗅觉受体 ODR-10 转染至 SH-SY5Y 细胞质膜。T2R16 可特异性识别 β-葡萄糖苷类苦味化合物，通过激活 G 蛋白偶联受体（GP...
谷氨酸是中枢神经系统主要兴奋性神经递质，其信号失调与癫痫、胶质瘤等神经病理状态密切相关。现有神经化学探针虽可检测谷氨酸，但难以在脑内多个位点连续、实时地测量谷氨酸动态，限制了对其时空机制的理解。为此，作者开发了一种酶基谷氨酸微生物传感器，采用陶瓷基底铂微电极阵列形式，通过滴涂谷氨酸氧化酶并电沉积m-苯二胺尺寸排阻层，实现多个记录位点...
本文报道了一种基于定制 16 通道微电极阵列芯片的直接、高效、无标记伏安法检测谷胱甘肽 S-转移酶 Pi 1（GSTP1）高甲基化的方法。该微电极阵列芯片采用试纸式配置，仅需 0.35 mL 溶液体积即可实现 DNA 杂交检测。直径 30 μm 的 16 个铂微电极圆盘在接触寡核苷酸前修饰聚吡咯双层；15-mer 探针 DNA 通过...
γ-氨基丁酸（GABA）是维持正常脑功能的关键抑制性神经递质，参与神经可塑性、信息处理和网络同步；其水平异常与多种脑疾病相关。由于 GABA 非电活性，实时检测困难，现有微透析-高效液相色谱（HPLC）方法体积大，不适合连续实时监测。本文报道一种基于铂微电极阵列（Pt MEA）的 GABA 微传感器阵列探针，包含分别修饰谷氨酸氧化酶...
针对快速毒性检测对电极的高要求，本文手工制备了一种稳定、灵敏且低成本的微电极阵列（MEA）。以混合微生物为生物催化剂、铁氰化钾（K3[Fe(CN)6]）为电子介体，通过与大块电极和单微电极对比，评价了所制备MEA在检测3,5-二氯酚（3,5-DCP）毒性中的优势。在450 mV恒电位下，电流可在10 s内达到稳态。进一步验证了MEA...
D-丝氨酸是哺乳动物中枢神经系统中主要的D-氨基酸，也是内源性NMDA受体甘氨酸位点的主要共激动剂，参与突触可塑性、学习与记忆，其水平异常与精神分裂症等神经精神疾病相关。为在活体中动态监测D-丝氨酸，本文报道了一种基于陶瓷基微电极阵列（MEA）的安培法自参考D-丝氨酸检测方案。该传感器在铂记录位点上固定来自红发念珠藻（Rhodoto...
本文报道了用于大鼠脑内同时实时检测抗坏血酸和谷氨酸的两种微（生物）传感器。碳纤维微电极（CFM）以单壁/多壁碳纳米管（SWCNT/MWCNT）和Naflon®复合膜修饰，具有抗坏血酸电催化氧化性能，使氧化峰电位由+0.20 V负移至−0.05 V（vs. Ag/AgCl），电活性面积提高约10倍。陶瓷基铂微电极阵列（MEA）涂覆谷氨...
嗅觉系统是天然生物传感器，外周嗅觉感觉神经元（OSNs）响应外界气味刺激，并将信号传至嗅球（OB）进行整合与处理。表达约1000种气味受体的OSNs轴突被精确组织到OB的约1800个球状体，再向中枢传递嗅觉信息。该过程具有高灵敏度、高特异性和快速响应特点，可用于爆炸物检测。仿生嗅觉生物传感器利用嗅觉系统生物组分作为传感元件，具有商业...
本文报道了一种用于体内双模信号检测的新型纳米修饰16位点可植入微电极阵列（MEA）生物传感器。该MEA基于SOI硅片制备，16个记录位点直径均为25 μm，其中8个位点用于神经电生理记录，另8个位点用于谷氨酸（glutamate, Glu）电化学记录。所有位点均电沉积铂纳米颗粒（PtNPs）；电记录位点通过PtNPs降低阻抗，Glu...
皮层去极化（SD）是一种缓慢传播的神经元和胶质细胞强烈去极化波，与创伤性脑损伤、蛛网膜下腔出血、卒中、癫痫和偏头痛先兆等多种神经病理状态相关。本研究开发了一种多模态检测策略，整合代谢、电生理和血流动力学测量，基于新型乳酸-葡萄糖双微生物传感器阵列，用于以高时空分辨率同步监测脑内乳酸、葡萄糖波动及持续神经元活动。体外评价显示，该双传感...
本文结合聚合物笔光刻（PPL）与原位聚合，提出一种自下而上的台式方法，用于制备尺寸可控的微电极阵列（MEA）。首先，利用 PPL 在金基底上写入 16-巯基十六酸（MHA）图案作为分子抗蚀剂；随后，通过表面引发原子转移自由基聚合（SI-ATRP）在背景区域生长聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）刷，并用等离子体去除 MHA 自组装单层，从而...
哺乳动物酸味感知对基本味觉模态和避免有毒物质具有重要意义。本文报道一种仿生生物电子舌，将微电极阵列（MEA）与味觉受体细胞整合，用于酸检测并作为酸刺激 On/Off 响应的开关。由于外周味觉受体细胞的酸敏感机制和编码方式长期存在争议，作者首先基于不同酸敏感受体表达和不同酸刺激下的电生理膜片钳记录，构建了全细胞酸敏感味觉受体细胞的 H...
生物电子鼻是将嗅觉受体、细胞或组织与物理化学传感器结合，用于气味分子定性和定量检测的人工嗅觉装置，在医学、环境、食品和军事等领域具有应用潜力。然而，器件本征噪声、随机噪声、生化散粒噪声及生物-电子耦合噪声常淹没微弱响应，降低信噪比和检测灵敏度。本文设计了一种纳米颗粒装备的嗅细胞生物传感器，将微电极阵列（MEA）与大鼠嗅上皮结合，以记...
打印电子学可克服传统光刻局限，实现传感器快速定制。本文采用气溶胶喷射（AJ）3D打印技术制备三种不同间距的银微电极阵列（MEA），微电极线宽约15 μm，间距分别为30 μm（MEA30）、100 μm（MEA100）和180 μm（MEA180）。以过氧化氢（H2O2）和葡萄糖为模型分析物验证性能。银微电极可还原H2O2，在一定范...
本文报道了一种基于细胞的生物电子葡萄糖传感器，利用胰岛β细胞对葡萄糖及生理激素变化的多参数感知能力，为糖尿病管理提供新途径。该传感器通过微电极阵列(MEA)记录多个细胞产生的场电位，从而快速、高通量地评估细胞对不同因素的响应。由于信号质量和整体性能高度依赖细胞与电极的紧密接触，作者提出一种非侵入式方法，利用细胞自身电性质，通过电泳将...
石房蛤毒素（STX）和短裸甲藻毒素（PbTX-2）由海洋甲藻产生，是靶向电压依赖性钠通道（VDSC）α亚基不同位点的高毒性海洋毒素。本研究设计了一种便携式心肌细胞基电位生物传感器，用于快速检测STX和PbTX-2。该传感器由心肌细胞和微电极阵列（MEA）构成，并配备无标记、实时、无线8通道记录系统，可动态监测心肌细胞网络的多部位电活...
细胞-基质粘附在控制细胞形态与信号转导中起关键作用。破坏细胞-基质粘附的刺激（如炎症过程中释放的髓过氧化物酶等基质修饰氧化剂/酶）与多种疾病中细胞功能、表型和活力的病理改变有关。本文介绍如何利用细胞-基底阻抗和活细胞成像方法，以内皮细胞和髓过氧化物酶作为病理生理基质修饰刺激，以高时间分辨率和非侵入方式准确量化基质修饰诱导的细胞粘附与...