病毒，包括流感病毒、中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）、严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV）、甲型肝炎病毒（HAV）、乙型肝炎病毒（HBV）、丙型肝炎病毒（HCV）、人类免疫缺陷病毒（HIV）、埃博拉病毒（EBOV）、寨卡病毒（ZIKV）以及最近出现的SARS-CoV-2，每年导致数十万人死亡。新冠疫情的持续暴发引...
神经肽Y（NPY）是人脑中含量最丰富的神经肽之一，其血液水平在神经退行性疾病和神经免疫疾病中发生变化，因此可作为相关疾病的诊断与监测标志物。本文报道了一种用于检测NPY的电化学免疫传感器，并采用新型固定化技术。将氧化铟锡/聚对苯二甲酸乙二醇酯（ITO-PET）薄膜用六亚甲基二异氰酸酯（HMDC）处理，以共价固定抗体。采用电化学阻抗谱...
提高基于阻抗细胞计数的生物传感器性能是临床与诊断领域的重要研究课题。在传感器开发过程中，器件设计与外部条件虽经严格优化，但信号质量与数据解释通常仍需进一步改进，才能获得灵敏且准确的产品。常见做法是在样品分析后进行数字信号处理，但现有方法往往难以带来有意义的信号改善，原因之一是对信号处理函数的选择与使用缺乏系统实验研究，许多选择仅基于...
本文提出一种新型诊断生物传感器，可根据疾病严重程度对疾病状态进行分层，从而提供清晰且可执行的诊断。该方案有望提升当前用于需要时间关键分层的疾病的即时检测（POC）生物传感器性能。本文以两种关键炎症生物标志物——白细胞介素-8（IL-8）和白细胞介素-6（IL-6）——作为概念验证，并讨论了炎症疾病严重程度的四分类分层。与传统实验室技...
肿瘤细胞的选择性快速检测对肿瘤诊疗具有重要意义，而传统组织病理学诊断常耗时较长、成本较高、操作复杂、依赖专业人员且假阳性较多。本文提出一种基于石墨烯的电化学生物传感器新方法，利用石墨烯纳米材料实现对肿瘤细胞的选择性捕获。作者报道了在互指电极导电表面生长垂直排列石墨烯纳米片，并用抗EpCAM抗体进行功能化的传感器。通过关联Nyquis...
基于电化学的生物传感器有望成为快速、无标记且简便地检测液相中细胞毒性物质效应的方法。本研究开发并评价了一种基于细胞的电化学生物传感器，以锌离子（Zn2+）作为参考测试物质，检测其在溶液中对 A549 人肺腺癌细胞的细胞毒性效应。将 A549 细胞贴附于不锈钢电极表面，经 ZnCl2 处理后，细胞形态改变、死亡及从电极表面脱落等毒性效...
脓毒症是感染引发机体免疫综合征反应的“隐形杀手”，在美国每年导致约22万死亡，病死率25%–50%；早期检测和治疗可避免80%的脓毒症死亡，但目前多数医疗机构缺乏快速手段。本文报道DETecT sepsis 2.0电化学传感器，可直接在未稀释全血中同时检测8种异质性宿主免疫反应标志物（IL-6、IL-8、IL-10、IP-10、TR...
蓝藻胞外聚合物（EPS）因在生物医学和食品领域的潜力而受到关注，但将其作为传感器涂层用于微塑料检测尚未见报道。本研究将 Gloecapsa gelatinosa 来源的 EPS 作为敏感膜旋涂沉积在金电极表面，并采用电化学阻抗谱（EIS）检测粒径 0.1 µm 至 1 mm 的四种微塑料。扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和 X 射线衍射...
在感染和疫苗接种后快速检测抗体对控制疫情暴发、理解免疫应答和评价疫苗效力至关重要。本文评估了一种用于检测COVID-19患者SARS-CoV-2抗体的超快速方法，利用此前报道的基于纳米材料的三维（3D）打印生物传感平台，可在10–12 s内给出定量结果，即抗体浓度。该平台由气溶胶化金纳米颗粒3D打印制备的微柱阵列电极构成，并涂覆石墨...
铜因导电性好、成本低而广泛用于电子器件，但铜及其氧化物的高毒性限制了其在生物电子器件中的应用。为提高纯铜的生物相容性，本研究探索了一种铜–钌（Cu–Ru）复合生物电极材料。作者采用激光诱导金属沉积法，先在玻璃片上从含铜盐溶液沉积铜微电极，再在铜表面从含钌盐溶液沉积钌，获得多孔 Cu–Ru 复合电极。SEM 和 XRD 表明电极具有分...
本研究设计了一种以酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）作为生物识别元件的电化学阻抗生物传感器，用于检测咖啡因。该传感器基于此前开发的不锈钢三电极电化学池，采用 RCW 并列配置，包括工作电极、参比电极和对电极。通过开路电位（OCP）评估传感电极的电化学稳定性，并采用电化学阻抗谱（EIS）测定工作电极表面附着酿...
本文报道了一种基于miRNA的电化学生物传感器，用于检测胰腺癌生物标志物miRNA30e（miR30e）。以屏印金电极为基底，先用半胱氨酸盐酸盐功能化，再固定合成胶体金纳米棒，随后通过氨基化实现单链DNA探针的共价连接，最后用明胶封闭非特异性位点。该传感器通过电化学阻抗谱、循环伏安法和差分脉冲伏安法检测FBS加标样品中的miR30e...
电化学免疫生物传感器是准确、快速、定量检测蛋白标志物的前景方法。双工作电极试条可构建自验证系统，提高结果可靠性。实现多路电化学即时检测（ME-POCT）需要便携、快速、易用且低成本的多通道恒电位仪。本文开发手持式二元传感（BiSense）双恒电位仪，用于从定制双工作电极免疫生物传感器采集电化学阻抗谱（EIS）信号。BiSense 采...
酿酒酵母的酶活性对环境参数敏感，因此可用作微生物传感器进行水质评估、生态毒理表征和环境监测。与细菌生物发光方法相比，该方法无毒性、避免使用转基因微生物，并可实现低成本快速分析。本文重点研究基于多通道压力传感和电化学阻抗谱（EIS）的酵母发酵动力学测量，比较两种方法在精度、重现性和现场条件下的易用性。结果表明，EIS能提供更多关于代谢...
本研究提出一种无需目标扩增或化学修饰即可超灵敏检测短非编码RNA的电化学生物传感器新策略及机制理解。电化学阻抗谱（EIS）因可无标记、高灵敏地检测核酸杂交而被用于探针-靶标相互作用检测。作者系统考察了不同探针-靶标组合在多种空间取向和序列重叠下的EIS响应，发现将靶标悬垂端靠近电极表面至纳米级距离可显著提高EIS信号；向电极表面方向...
针对多种疾病和治疗的动态免疫反应被认为是疾病状态和治疗效果的重要指标。人外周血单个核细胞（PBMC）作为免疫系统的主要参与者，是评估患者免疫功能的重要指标。因此，建立一种简单且灵敏的工具，在疾病和治疗过程中频繁评估免疫系统具有重要意义。本研究介绍了一种集成系统，将基于电化学阻抗谱（EIS）的生物传感器整合到数字微流控（DMF）设备中...
本研究报道了一种基于溶菌酶淀粉样纤维（AF）上分子印迹聚合物（MIP-AF）的电化学阻抗谱（EIS）色氨酸（Trp）传感器。以苯胺为单体，在 Trp 模板存在下经 FeCl3/HCl 化学氧化聚合包覆 AF，形成 MIP-AF；模板洗脱后留下对 Trp 具有高亲和力的识别空腔。MIP-AF 表现出快速吸附和较大结合容量（50 µM ...
本文提出一种用于诊断 SARS-CoV-2 的电化学免疫传感策略，以 10 µm 间隙金互指微电极（AuIDE）靶向刺突蛋白（SP）。微电极表面经 (3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷（GOPTS）修饰形成环氧基矩阵，便于固定抗 SP 抗体。将约 10 nm 纳米金刚石与 SP 偶联作为目标，通过电化学阻抗谱（EIS，0.1–1 MH...
基于电化学生物传感器的病原菌检测具有简便、特异和灵敏等优点，但识别分子仍需优化。本研究通过生物信息学方法对已报道的PEPTIR-1.0肽序列进行改造，设计并评价了新型识别肽PEPTIR-2.0，用于水样中大肠杆菌O157:H7的电化学检测。PEPTIR-1.0是模拟TIR蛋白、可与O157:H7外膜Intimin蛋白相互作用的肽；改...
隐孢子虫是肠道原虫病原体，是儿童死亡和健康成人腹泻的主要原因之一。检测隐孢子虫对预防潜在暴发具有高度优先性。本文开发了一种简单、易制备、低成本的芯片基电化学生物传感器，用于水样中隐孢子虫卵囊的敏感无标记检测。传感器采用标准光刻工艺制备，具有三电极设计，并通过自组装硫醇化蛋白G与抗隐孢子虫单克隆抗体（IgG3）的杂化层修饰电极。采用电...