本文报道了一种用于实时监测细胞对化学或生物试剂响应的芯片式细胞阻抗生物传感器。细胞阻抗变化可为生物医学和环境应用提供有用信息，而基于单细胞的分析平台有望获得更灵敏的细胞阻抗测量，尤其适用于预期阻抗变化微小的场景。作者开发了具有两类电极的芯片细胞阻抗传感器，分别承载单个细胞和细胞群，以评估其检测细胞响应的效能。人胶质母细胞瘤U87MG...
多部位同步记录是研究神经网络的重要工具。为探究嗅球（olfactory bulb, OB）神经网络的电生理特性，作者开发了一种基于嗅球切片的新型生物传感器，用于多部位同步测量。研究首先制备具有清晰分层结构的水平嗅球切片，将其作为传感元件，与微电极阵列（microelectrode array, MEA）结合，构建组织基生物传感器。该...
本文报道一种用于检测血液中稀有循环肿瘤细胞（CTC）的半集成电学生物传感器。样品首先通过抗 EpCAM 磁性微珠免疫磁分离与尺寸过滤进行富集，两种方法结合可获得较高富集性能，即使原始 0.5 mL 血样中仅加入 10 个 MCF7 癌细胞，回收率仍高于 70%。富集后的样品被转移至微芯片，在磁捕获室中进一步磁浓缩，随后通过固定在微电...
本文报道了一种基于全细胞的生物传感器，用于快速实时检测纳米材料对人类和环境的安全性。传统体外纳米颗粒细胞毒性研究通常只给出培养终点的毒性结果，忽略了纳米颗粒在目标时间范围内持续发生的细胞毒性效应。为此，作者设计了一种可同时进行多种细胞毒性检测的阵列式生物传感器，以满足对毒性进行实时、一致评估的需求。该传感器通过阻抗法监测人肺成纤维细...
本文报道了一种用于将功能生物分子（酶）与电极阵列互连的生物材料微加工方法。采用聚乙二醇（PEG）水凝胶光刻图案化技术，将金（Au）电极阵列与葡萄糖氧化酶（GOX）和乳酸氧化酶（LOX）集成。具体而言，将含有酶分子和氧化还原物质（乙烯基二茂铁，vinylferrocene）的聚乙二醇二丙烯酸酯（PEG-DA）预聚物旋涂于金电极阵列上，...
本文报道一种24通道混合信号全定制CMOS集成生物传感器芯片的设计与原型，用于体外细胞外记录神经信号。论文详细给出分层模块的设计与实现，包括微电极电生理传感器、模拟信号缓冲器、高增益放大器和控制/接口单元。原型芯片由MOSIS采用AMI C5 0.5 μm双多晶硅、三层金属CMOS工艺制造。芯片采用无电镀锌镀金后处理工艺，以生物相容...
对于基于细胞的生物传感器应用，解离神经元通常培养在平面微电极阵列（MEA）上，以测量网络电活动。为缩短数据采集时间并提高统计分析效力，需要多微孔型平台。本研究提出一种新方法，将传统MEA转换为多微孔MEA，并在其上构建微米级神经元培养阵列，即神经元微电路阵列。首先，在MEA表面涂覆细胞粘附层聚-D-赖氨酸（PDL），随后用细胞排斥层...
多单元记录培养在微电极阵列(MEA)上的神经元网络，是理解网络电生理特性并开发细胞基生物传感器的重要方法。然而原代培养中网络形成随机，细胞与电极位置匹配不足，导致仅少数细胞可被成功记录。提高MEA上细胞数量虽可增加记录，但会增大网络复杂性。本研究采用受限几何设计，通过控制MEA表面粘附性质提高电极处神经元比例。利用微接触印刷在MEA...
作者此前已报道利用微电极阵列（MEA）上哺乳动物神经元网络作为传感元件的便携式生物传感器，但原代神经元培养寿命短。为延长现场传感器中神经元网络的货架期，需要可再生的网络来源。本研究旨在建立受控条件下在MEA上培养传代神经干细胞和祖细胞、形成具有功能神经元网络的策略。将胚胎第13天大鼠皮层分离的原代及传代神经上皮干细胞/祖细胞接种于M...
本文报道了一种基于氢终止（H-terminated）导电金刚石记录培养神经元网络细胞外电活动的生物传感器器件。具有自发动作电位发放能力的GT1-7神经元样细胞在氢终止金刚石表面培养数天后仍能保持功能特性。记录到的细胞外电活动表现为清晰可辨的快、慢双相信号爆发，其中快事件平均持续时间约8 ms，慢事件约60 ms。这些信号的时间过程与...
自1991年Iijima发现碳纳米管以来，纳米颗粒、纳米线和纳米棒等纳米材料在电化学生物传感中的应用快速增长。无标记传感器有望简化分子识别过程，但仍需克服若干关键挑战：必须在统计上具有代表性的真实大样本中验证传感器，而非仅使用短合成寡核苷酸、实验室标准品或生物试剂；还需实现传感器多路复用，以支持高通量多分析物检测，并应用于复杂临床和...
本文报道了一种基于微电极阵列（MEA）的全细胞生物传感器，用于通过电化学阻抗谱（EIS）实时、无创地监测贴壁生长哺乳动物癌细胞的培养行为，并评估抗癌药物的化疗敏感性。铂微电极阵列采用半导体工艺制备，呈10×10图案，单个电极直径80 μm。人食管癌细胞系KYSE 30被培养在预涂纤连蛋白（fibronectin, FN）的电极表面；...
本文是一篇关于神经元与生物传感器器件耦合以检测神经元群体特性的批判性综述。体外检测神经元群体的神经生物物理化学是新兴研究领域。文章概述了当前方法、挑战与前景，包括用于测量神经元间接触与连接性的器件、用于测定胞外代谢产物的微电极，以及用于评价神经元与小分子相互作用、毒性和抗肿瘤药物致突变性的传感器。由于神经元是电生细胞并具有识别能力，...
本文提出电检测置换法（EDDA），一种用于医学和临床诊断的电化学生物传感器检测原理，并将其与现有微阵列技术进行比较。该传感器可集成到常规诊断自动化系统中，也可直接插入聚合酶链反应（PCR）反应管，在数分钟内检测未标记靶标扩增产物。文章重点展示了传感器组装中的关键问题，包括探针固定方法、捕获探针可及性以及对非特异性靶标吸附的抑制，这些...
肉毒毒素（BoNT）是由产毒梭菌产生的强效神经毒素，可能通过加工不足的低氧食品释放，也可被用于蓄意攻击食品供应，因此快速可靠地检测食品中的 BoNT 十分必要。本文报道了一种基于体外培养在微电极阵列（MEA）上的活神经元网络的 BoNT 生物传感器。MEA 表面嵌入电极网格，可长期记录生长其上的皮层神经元动作电位。将药用级 BoNT...
本文报道了一种自动定位与传感微电极阵列（APSMEA），用于多部位电生理记录。该芯片集成48个记录微电极和49组介电电泳（DEP）电极，利用负介电电泳力将所需数量的培养大鼠皮层神经元自动、无损地定位到记录电极上。神经元贴附后，其突起自由生长并形成功能性突触连接，使阵列能够记录神经元群体的电生理活动。在药物干预实验中，APSMEA可同...