5-羟色胺（5-HT）是哺乳动物调节情绪及相关行为的重要神经递质。为在神经元网络研究中检测和监测 5-HT，需要有效便捷的方法。本研究采用内源表达 5-HT 受体的原代海马神经元网络（HNNs）作为传感元件，构建体外神经元网络生物传感器，并在单神经元与网络水平分析其电生理特性。通过提取多通道细胞外电位信号的发放率和振幅，确定传感器响...
本文采用改进的纳米压印光刻（NIL）技术，将还原氧化石墨烯（rGO）制备成微电极阵列（MEA）。通过改进的NIL工艺，导电氧化铟锡（ITO）层与rGO层在无刻蚀rGO层的情况下实现自对准，形成由直径10 μm圆形微电极组成的阵列，并在60 μm节距下呈现典型微电极特征。该rGO MEA对多巴胺（DA）的灵敏度为1.91 nA μM−...
为大规模筛查潜在环境神经毒素，微电极阵列（MEA）神经元生物传感器具有重要价值。鸡前脑神经元（FBNs）来源丰富、成本低且易分离，但传统体外培养寿命通常不超过14天，且自发尖峰活动（SSA）难以建立和检测。本研究将不同胚胎日龄的鸡前脑神经元以3000 cells/mm2高密度接种于60电极MEA芯片，采用含2% B27、10% FB...
甜味剂作为食品添加剂广泛使用，但长期摄入与龋齿、肥胖、2型糖尿病等健康问题相关，因此甜味剂检测与定量对食品安全重要。本研究利用味觉生物传感器测量并分析天然与人工甜味剂。通过多通道微电极阵列记录完整味觉上皮的电生理活动，并采用时空分析方法处理。长时间信号显示葡萄糖、蔗糖、糖精和环己基氨基磺酸钠等单一甜味剂刺激具有不同的时间-频率特性；...
本文报道了一种基于亚甲基蓝标记巯基化适配体修饰金微电极阵列的电化学生物传感器，用于特异性定量检测干扰素-γ（IFN-γ）。微芯片采用标准硅微加工技术制备，包含多个金盘形工作电极和马蹄形对电极，并通过标准金硫化学将适配体固定于电极表面。采用循环伏安法和方波伏安法在标准三电极体系中于室温下表征电极性能。适配体修饰电极上估算的适配体密度约...
本文报道一种通过电沉积将酶与氧化还原介质方向性稳定的新方法。以壳聚糖为稳定基质，通过电化学去除工作电极附近局部H+，使邻近电极的壳聚糖局部不溶，从而将酶和氧化还原介质固定于电极表面。自制微电极阵列上的微电极作为工作电极。以辣根过氧化物酶（HRP）、葡萄糖氧化酶（GOD）和谷氨酸氧化酶（GlOD）为模型酶，以聚(乙烯基吡啶)-Os(b...
鲜味是与甜、苦、酸、咸并列的基本味觉之一，常由氨基酸及其钠盐等小分子引发，可改善食品风味。本研究以完整味觉上皮作为生物传感元件，将其固定于60通道微电极阵列(MEA)表面，通过细胞外电生理记录评价鲜味刺激。实验采用磷酸盐缓冲液(PBS)维持组织活性，在37℃下分别给予L-谷氨酸(L-Glu)、L-天冬氨酸(L-Asp)、L-谷氨酸钠...
本文报道了一种用于快速检测和计数食品或水样中微生物的微型生物传感器系统。该系统采用高灵敏阻抗生物传感器阵列，监测分散在琼脂培养基上的细菌菌落生长。使用时，将含菌样品接种于琼脂层上方，通过多路复用网络连续测量芯片不同位置培养基的电学性质，并记录、与基线信号比较。不同传感器位置的信号变化可揭示样品中细菌的存在及其菌落在生物芯片上的空间分...
本文报道了基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT）与酪氨酸酶（Ty）纳米复合涂层的安培生物传感器。通过正弦电压和恒电位电沉积方法，将PEDOT-Ty生物复合膜制备在金盘电极和微电极阵列上，并比较了两种方法在形貌、电化学性质和生物催化活性方面的差异。该传感器用于水相缓冲溶液中多巴胺（DA）和儿茶酚（CT）的电化学检测。研究考察了线...
肌成纤维细胞融合为功能独立的肌管，并进一步与神经系统整合，是基础科学、骨骼肌组织工程和细胞基生物传感器开发中的关键问题。作者此前已证明微电极阵列（MEA）可记录肌管细胞外动作电位，并能在细胞广泛物理接触的无序培养中识别多条电生理独立的肌管。本文研究微米级拓扑沟槽引导肌成纤维细胞排列与融合的能力，并据此制备了基底嵌入型微电极阵列（su...
味觉因其潜在应用受到关注。本研究将生物组织与微芯片结合，建立用于盐味检测的新型生物电子舌系统。实验前，作者建立了盐味受体细胞动作电位计算模型，模拟不同浓度氯化钠（NaCl）溶液对天然盐刺激的响应。随后在玻璃基底上制备了36通道微电极阵列（MEA，电极直径约30 μm），并将大鼠味觉上皮剥离后固定于MEA表面。在NaCl刺激下，通过多...
细胞生化参数可揭示不同细胞的生理与功能信息。由于电化学检测方法具有高精度和非侵入性，已被用于细胞研究；结合改进的生物传感器设计与先进测量系统，体外活细胞的在线生化分析已应用于生物机制研究、药物筛选和环境监测。近几十年来，随着微加工技术发展，新型微型化电化学生物传感器不断涌现。本文综述微加工电化学细胞基生物传感器，包括微电极阵列（ME...
近年来，图案化微电极制造技术与微流控技术的进展推动了细胞和分子生物传感器应用的多样化发展。硅基技术因其成熟、稳定且易于获取，在该领域占据重要地位。本文报道了不同三维形状（金字塔形、锥形和高长径比）镀金微电极阵列（MEA）的微制备工艺与流程，并对各制备步骤中的物理特征进行了详细表征，以建立可靠的制备技术。此外，通过超声金线键合将硅基 ...
本文报道了一种基于微电极阵列和半导体基电位法的无标记电检测方法，用于检测外泌体中封装的 microRNA。首先从遗传改造的 HEK293 细胞无血清培养上清中收集外泌体，经 RT-PCR 将 miR-143 或 miR-146a 扩增为 cDNA。微电极表面通过 5'-巯基己基 DNA 探针与磺基甜菜碱-3-十一烷硫醇（SB）混合自...
生物混合系统为整合活体生物活性单元与合适生物传感系统提供了机会，以利用生物活性单元的独特性质。生物嗅觉系统能够感知和识别数千种痕量气味。本研究旨在将嗅觉上皮与微电极阵列（MEA）结合，建立嗅觉上皮-MEA混合系统，以记录组织的气味诱导电生理活动。实验中，在乙醚、乙酸、丁二酮和丙酮分别存在下，测量完整上皮中嗅觉受体神经元的胞外电位。对...
无标记生物传感器能够实时检测抗原，并有望用于低成本、高特异、高灵敏的现场诊断与环境监测。基于电化学阻抗谱（EIS）的无标记生物传感器已用于细菌、病毒、DNA和蛋白质检测，但其商业化受到抗原结合后阻抗变化解释困难、表面污染和非特异结合导致信号重现性差等限制。本研究建立了一种电路模型，用于描述生物功能化表面的物理变化，并基于抗体–抗原周...
碳水化合物介导的宿主-病原体相互作用对细菌和病毒致病过程至关重要，也是开发抗黏附剂以预防感染的重要靶点。本文报道了一种基于微电极阵列的通用平台，用于研究碳水化合物介导的蛋白质和细菌结合，并建立可推广的宿主-微生物相互作用抑制剂筛选方法。微电极阵列适合检测蛋白质和全细胞等生物结合事件，并可进行电化学衍生化，便于快速沉积生物分子。作者通...
快速、有信息量的决策对于生存至关重要。基底外侧杏仁核（BLA）在奖赏寻求动作中起关键作用，但其神经化学基础尚不清楚。本研究利用生物传感器技术进展，在大鼠执行自定步调杠杆按压序列以获取蔗糖奖赏时，对BLA细胞外主要兴奋性递质谷氨酸进行空间离散、近实时记录。结果检测到与动作执行时间锁定的快速瞬变谷氨酸波动；这些谷氨酸瞬变往往先于杠杆按压...
金刚石因其化学惰性、生物相容性等独特性质组合而备受关注。多晶金刚石（poly-C）已被用于利用电化学方法和抗原-抗体结合检测生物分子的实验性生物传感器。硼掺杂 poly-C 电极由于具有宽电位窗口、低背景电流和噪声以及低检测限（低至500 fM），在电化学应用中表现出显著优势。poly-C 的生物相容性与钛和316不锈钢等常用植入材...
N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）由革兰氏阴性菌产生，以细胞密度依赖方式调控基因表达。例如，铜绿假单胞菌等病原菌只有在 AHL 达到阈值浓度时才诱导毒力因子表达，提示细菌群体已足以引发感染。本研究使用携带 β-半乳糖苷酶（β-gal）报告基因、且该基因受群体感应启动子控制的指示菌株 Agrobacterium tumefaciens ...