本研究开发了一种新型Affimer功能化叉指电极电容生物传感器平台，用于在未稀释血清中检测并定量肿瘤蛋白生物标志物Her4。利用C端含半胱氨酸的抗Her4 Affimer在金叉指微电极表面自组装形成生物识别层，完成传感器制备。采用无氧化还原标记物的电化学阻抗谱（EIS）监测电极电容变化来评价传感器性能。该Affimer传感器在缓冲液...
本文报道了一种基于聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜的电容生物传感器，用于葡萄糖检测。该器件由夹在两个电极之间的 PVDF 薄膜构成，通过测量电解质与电极界面处介电层的介电性质变化实现传感。葡萄糖氧化酶（GOx）被固定在电极上，用于催化氧化葡萄糖。在实际检测中，葡萄糖与 GOx 发生生化反应并产生自由电荷载流子，使电极间电位差增大，从而形成...
随着复杂样品中选择性识别微生物的需求日益增长，传统微生物鉴定方法因耗时、费力且昂贵而难以满足快速检测要求。近年来，研究者发展了多种替代检测策略，包括将硅纳米颗粒、微流控、液晶、碳纳米管等组件与传感技术整合，用于微生物检测。许多研究采用抗体作为识别元件，通过靶细胞与抗体结合位点之间的特异性相互作用实现细胞识别和检测。尽管天然抗体具有高...
电容生物传感器是正在革新可穿戴传感系统和个人健康设备的新兴技术，能够在利用纺织品作为绝缘层的同时持续测量人体生物电信号。不同纺织材料具有独特的厚度、相对介电常数和吸湿等性质，会改变皮肤-电极电容并影响电容生物传感器的噪声水平与信号质量。本文旨在通过表征棉、亚麻、人造丝、尼龙、聚酯和PVC纺织物六种常见纺织材料，评估其作为绝缘层对电容...
电容生物传感器属于亲和生物传感器，通过直接记录传感器表面与目标分子之间的结合来工作。这类传感器测量电解质/电极界面处介电层的介电性质和/或厚度变化。电容生物传感器迄今已成功用于蛋白质、核苷酸、重金属、糖类、小分子有机物和微生物细胞的检测。近年来，微接触印迹方法被用于在电容电极表面创建非常灵敏和选择性的生物识别空腔。本章综述了电容生物...
双酚A（BPA）是一种内分泌干扰化合物，可能产生不良发育、生殖、神经和免疫效应。由于BPA广泛用于消费品，人群普遍存在低水平暴露，因此需要高灵敏方法定量检测水、血清和食品等基质中的BPA。本研究开发了一种基于适配体探针和交流电动力学（ACEK）电容传感方法的简单、快速、高灵敏且高特异传感器，成功在飞摩尔（fM）水平检测BPA，较先前...
本研究开发了一种高灵敏电容生物传感器，用于监测水样中安非他命前体N-甲酰安非他命（N-formylamphetamine, N-FA）的痕量水平。传感元件为表面固定分子印迹聚合物（MIPs）的金电极。采用带定时进样的连续流动系统模拟下水道、泉水、河流等流动水体，以增强实际应用性。MIPs因在恶劣环境条件下稳定而用作识别元件，并通过热...
本研究开发了一种无标记、选择性且灵敏的微接触印迹电容生物传感器，用于检测大肠杆菌。该传感器结合微接触印迹技术与电容生物传感技术，成功实现对大肠杆菌的识别。首先制备大肠杆菌印章，随后以 N-甲基丙烯酰-L-组氨酸甲酯（MAH）为氨基酸基识别单体、2-羟乙基甲基丙烯酸酯（HEMA）为单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂，在紫...
本文报道一种基于叉指电极（IDE）的无标记亲和型电容生物传感器，用于核酸检测。作者优化了巯基化 DNA 探针的纯化与固定流程，以减少商业探针中污染物对金电极表面自组装的影响，并在清洁后的金微电极上共价固定基于西尼罗病毒 Kunjin 株序列的 24 核苷酸单链 DNA 探针。传感器通过测量 IDE 间双电层电容变化来识别互补靶 DN...
将有机与无机材料结合构建杂化纳米结构，是开发无标记生物传感平台并克服电容传感器在液体中漏电流问题的有效途径。本文采用超薄高介电常数 Al2O3 层与纳米结构有机功能尾相结合，构建可在液体中直接监测生物特异性相互作用且适用于极低分析物浓度的平台。作为概念验证，作者报道了一种可逆无标记谷胱甘肽-S-转移酶（GST）生物传感器。该传感器通...
本研究报道了一种基于电容生物传感器检测黄曲霉毒素B1（AFB1）的策略。作者采用生物印迹技术，以卵白蛋白为模板蛋白，在酸性条件下使其变性，再加入AFB1作为模板分子，经戊二醛交联并透析去除模板后，获得对AFB1具有特异性识别位点的印迹蛋白。将该印迹蛋白固定于金电极表面，利用电流脉冲法测量电极电容变化，实现AFB1的无标记检测。结果表...
本文首次提出一种基于简单分形结构的电容生物传感器，用于性决定区域Y（SRY）基因的无标记检测与定量。SRY基因位于Y染色体短臂，参与男性性腺发育，其突变或异常与不育、性功能障碍及多种基因突变疾病相关。作者设计了硅基分形电容传感器，采用Parylene C作为介电钝化层以提高传感性能，并集成PDMS微通道以便在检测区进行流体处理。传感...
本文报道了一种基于微接触分子印迹的高灵敏、高选择性电容生物传感器，用于胰蛋白酶（trypsin）的无标记、实时、快速检测。以胰蛋白酶为模板制备胰蛋白酶印迹（trypsin-MIP）电容金电极，在 1.0×10^-13–1.0×10^-7 M 标准胰蛋白酶水溶液中实现检测，检出限为 3.0×10^-13 M。通过单独和竞争方式加入糜蛋...
三维（3D）细胞培养因更接近生理环境而受到关注，但传统二维成像和细胞传感器难以实时监测3D培养中的细胞行为。本文报道了一种由垂直排列电极对组成的3D电容细胞传感器。将表达绿色荧光蛋白的人乳腺癌细胞（GFP-MCF-7）封装于海藻酸钠水凝胶中，并在3D培养系统中培养时，通过测量电容变化，可非侵入、实时监测不同高度处的细胞增殖和凋亡。此...
本研究采用电容免疫生物传感器检测黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1，AFB1）。首先以铁氰化钾为氧化还原探针，通过循环伏安法评价两种金电极清洗方法，其中一种避免使用Piranha溶液和等离子清洗。随后将抗AFB1抗体固定于不同自组装单分子层（SAM）修饰的金电极表面，构建免疫电容传感器。结果表明，使用硫脲形成SAM时，AFB1...
前列腺特异性抗原（PSA）是前列腺癌早期筛查和治疗后复发监测的重要生物标志物。本研究开发了一种基于微接触PSA印迹（PSA-MIP）的电容生物传感器芯片，用于实时、高灵敏、高选择性地检测PSA。PSA-MIP电极以甲基丙烯酸（MAA）为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂，经紫外聚合制备；同时制备固定抗PSA抗体（A...
本文报道了一种结合微接触印迹技术与电容生物传感器技术用于检测牛血清白蛋白（BSA）的分析方法。以玻璃盖玻片为基底制备蛋白印章，将BSA模板固定于其表面；在甲基丙烯酸（MAA）和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯（PEGDMA）交联剂存在下，使蛋白印章与金电极接触并在紫外光下聚合，从而在金电极表面形成BSA微接触印迹层。实时检测中，BSA浓度范围...
本研究开发了一种基于带纳米岛叉指电极（IDE）的电容生物传感器，用于无标记检测抗原-抗体相互作用。为增强对蛋白质吸附的电容检测灵敏度，在IDE指状电极之间制备金纳米岛，以缩短有效电极间距并集中电场。以辣根过氧化物酶（HRP）为模型蛋白，比较有无纳米岛IDE的电容变化，证明纳米岛可显著提高免疫检测灵敏度。进一步在纳米岛IDE表面热沉积...
本研究报道了一种用于宽谱检测微囊藻毒素（microcystins, MCs）的实时电容免疫传感器。针对地表水中约80种微囊藻毒素异构体难以同时检测的问题，作者采用识别微囊藻毒素保守 Adda 基团的单克隆抗体 AD4G2 构建生物识别层。首先在金电极表面通过循环伏安电聚合酪胺形成稳定的绝缘锚定层，再用5%戊二醛活化，负载柠檬酸稳定金...
自组装单分子层（SAMs）可在固液界面形成，常用于修饰固体表面性质。硫醇-金化学与烷烃链分子结合，为电极表面 SAM 修饰提供了可靠方法。以寡乙二醇（OEG）封端的烷硫醇单分子层具有优异抗污性能，被广泛用于生物传感器电极涂层，以减少非特异性结合。本文研究了羧基（COOH）封端 OEG 单分子层的介电性质，并提出通过混合少量 11-巯...