无标记生物传感器可集成到芯片实验室平台，相比标记法具有小体积、快速、低成本优势。本研究以氧化石墨烯丝网印刷电极（GPHOXE）为基底，将失活 Cas9（dCas9）蛋白与合成向导 RNA（sgRNA）共价固定，作为生物识别受体，用于循环肿瘤 DNA（ctDNA）的无标记检测。通过序列特异性识别肿瘤相关突变（PIK3CA 外显子 9 ...
在屏印电极上固定生物分子仍是生物传感应用中的开放挑战。为丰富生物电化学工具箱，石墨屏印电极（G-SPE）被修饰为电聚合的吡咯-2-羧酸（Py-2-COOH）薄膜。该吡咯衍生物富含羧酸官能团，适合共价固定生物分子识别层。首先优化电聚合以获得稳定且导电的聚合物膜，比较十二烷基硫酸钠（SDS）和高氯酸钠两种电解质。在0.1 M SDS溶液...
适配体是一类在体外筛选和合成、具有与抗体相当高亲和力的特异性配体。将其与阻抗谱这一高灵敏度测量方法结合，可获得一类在手持设备和即时检测中具有应用潜力的生物传感器。本综述报道了基于适配体的阻抗生物传感器近年来的研究进展。除简要总结电化学测量技术外，文章重点回顾了最近几十年检测策略中最具创新性的发展，包括法拉第与非法拉第阻抗体系中的不同...
实时蛋白质传感，尤其用于可穿戴设备，仍是重大挑战，因为需要将结合事件转换为与所选分析仪器兼容的可测信号。阻抗谱可通过测量静电相互作用或电子转移反应实现实时检测，并易于微型化以集成到可穿戴形态。为建立更稳健的阻抗传感器优化方法，需要更多基础研究探索影响传感器设计与实施的因素。本研究结合光学与电化学表征，验证阻抗传感器性能随以下因素变化...
阻抗式适配体生物传感器在手持设备和即时检测中具有较高潜力。本综述报道了适配体阻抗生物传感器在生物技术中的应用进展，重点介绍医学、环境生物技术和食品检测中相关分析物，包括疾病诊断、癌症标志物、环境污染物、药物残留、毒素、霉菌毒素和病原微生物等。文章系统比较了所报道传感器的性能，包括灵敏度、选择性、响应时间和实际样品验证，并总结了阻抗适...
开发实时、便携、低成本的病原菌传感器非常重要，因为酶联免疫吸附测定（ELISA）和聚合酶链反应（PCR）等常规方法成本高、耗时长且需要专业人员操作。本文报道一种基于互指电极（IDE）阵列的便携式、低成本阻抗生物传感器，以大肠杆菌（E. coli）为模型展示其可行性。通过在 IDE 表面修饰大肠杆菌外膜蛋白（OMP）Ag1 适配体，调...
沙门氏菌筛查对保障禽类供应链食品安全至关重要。现有培养、PCR、ELISA方法难以同时实现快速、灵敏和现场检测。本研究基于免疫磁分离与阻抗生物传感器，提出并比较了多种分离与检测策略，并加以改进。首先，改进同轴毛细管用于目标菌免疫磁分离，降低污染；比较三种策略，其中“管中捕获、毛细管中分离”最合适，分离效率约88%。随后，用包被脲酶的...
组胺是生物医学和食品质量控制中的重要标志物，现有荧光、电化学和酶学方法存在缺陷，难以常规检测。本研究通过指数富集系统进化（SELEX）筛选出靶向组胺的单链DNA适配体，并借助生物信息学分析候选序列。采用磁珠酶联寡核苷酸法（ELONA）测定适配体对固定化组胺的表观结合亲和力，随后在生理pH下用电化学阻抗谱（EIS）检测未修饰组胺。适配...
阿巴卡韦是广泛使用的HIV治疗药物，但约5%患者会发生危及生命的超敏反应，且该反应与HLA-B*57:01等位基因强相关。因此，用药前筛查HLA-B*57:01被推荐用于预防阿巴卡韦超敏反应。然而，传统PCR和序列分型等基因分型方法耗时长、成本高，限制了临床即时筛查。本研究开发了一种无标记叉指电极（IDE）生物传感器平台，将单克隆抗...
本文开发了一种基于花生凝集素（PNA）的阻抗生物传感器，用于选择性检测癌症相关T抗原。该传感器以丝网印刷金电极为基底，通过混合自组装单分子层、羧基活化、凝集素共价固定和封闭剂处理构建。样品孵育后，PNA与含T抗原的糖蛋白结合，导致电极电荷转移阻抗增加，从而指示识别事件和复合物形成。以去唾液酸化fetuin作为模型糖蛋白时，最低可检测...
在糖尿病视网膜病变、视网膜血管闭塞性疾病和渗出性年龄相关性黄斑变性中，视力丧失与血管内皮生长因子（VEGF）水平升高或渗漏至视网膜、玻璃体及前房有关。作者假设，能够快速、精确测量眼内 VEGF 水平的即时检测生物传感器，可帮助临床医生评估疾病严重程度，并为玻璃体腔内抗 VEGF 注射治疗建立个体化给药间隔。本文开发了一种基于聚(3,...
环境中抗生素等抗菌污染物会促进多重耐药菌的产生与传播。传统细菌药敏试验依赖培养，耗时1–2天，难以满足快速和即时检测需求。本文报道一种基于微生物生物传感器策略的无标记生物传感平台，用于在稀释溶液中开展抗生素检测生物测定。该平台以三维叉指电极阵列（3D-IDEA）阻抗换能器为核心，并在其表面固定大肠杆菌（E. coli）。3D-IDE...
基于细胞的阻抗谱是一种无标记的电学监测细胞活动方法。本文报道了一种内置金叉指电极（IDT）的纳米晶金刚石（NCD）阻抗传感器，用于脂肪组织来源干细胞（ASCs）培养过程中的同步电学与光学监测。传感器在石英基底上制备 Ti/Au IDT，并沉积约 100 nm NCD 薄膜，表面经射频等离子体氧终止以提高亲水性并抑制表面导电。在静态培...
基于电阻抗的细胞活性传感已成为监测细胞演化与形态相关生物过程的重要分析工具。在这类生物传感器中，电极设计直接影响灵敏度，因为它决定了传感器测量细胞活动所引起微小阻抗变化的能力。本文成功开发了多种构型的阻抗生物传感器阵列，并用于研究电极布局对培养前成骨细胞动力学的影响。传感器设计首先通过测量电极设计对模拟细胞群体介电特性的介电聚合物（...
本研究构建了一种新型阻抗生物传感器，用于无标记检测多柔比星（doxorubicin, DX）诱导的DNA损伤。细胞色素P450还原酶（CPR）介导NADPH向细胞色素P450（CP450）的电子转移，使DX的对醌基发生单电子还原，生成半醌自由基，并进一步产生羟基自由基，导致DNA损伤。首先以多壁碳纳米管（MWCNTs）和壳聚糖（Ch...
本文报道了一种基于微流控的阻抗生物传感器的设计、制备与测试，用于快速同时检测三种沙门氏菌血清群。该微流控器件包含三条微通道，每条通道均设有聚焦区，利用正介电泳（p-DEP）力将沙门氏菌细胞聚焦至通道中心线并导向传感区，从而获得高浓度样品。细菌传感区由具有10对指条的叉指电极（IDE）阵列构成。三种沙门氏菌抗体（B、D、E型）分别与交...
本文报道一种基于阻抗的生物传感器，用于快速同时检测极低浓度沙门氏菌血清型 B、D 和 E。该传感器包含聚焦区和三个检测区。聚焦区采用斜坡式电镀垂直电极对与倾斜薄膜指状电极对，产生正介电电泳（p-DEP）力，将细菌细胞聚焦并浓缩至微通道中心，并导向检测区。检测区由三组叉指电极阵列（IDEA）组成，每组 20 对指状电极，表面涂覆抗沙门...
本文报道了一种用于快速、无标记定量检测高糖蛋白表达癌细胞的阻抗生物传感器。作者将尺寸均匀为2–9 nm的石墨烯量子点（GQDs）通过共价键锚定在Fe3O4纳米粒子表面，再经物理混合将刀豆蛋白A（ConA）固定于GQDs上，构建ConA-GQD@Fe3O4纳米传感探针，并涂覆于金电极表面。该探针利用ConA对癌细胞表面糖蛋白和糖脂中糖...
油菜菌核病由真菌 Sclerotinia sclerotiorum 引起，是油菜等阔叶作物的重要病害。其流行主要依赖菌核子囊盘释放到空气中的子囊孢子，因此及时检测空气中微量子囊孢子可作为病害预警和防治的早期指标。开发可现场部署、便携自动化的设备，用于检测并定量空气中痕量子囊孢子，是构建病害预警网络的关键挑战。本文报道一种基于抗 S....
病原DNA的快速高灵敏检测对临床诊断和及时抗生素治疗至关重要。本文报道了一种可直接检测DNA的纳米间隙电极阻抗生物传感器。该传感器无需纯化PCR产物，即可直接分析含大量PCR试剂和过量盐分的扩增液，检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的mecA基因。对于初始模板浓度为260 fM的样品，70 nm纳米间隙电极在第5个PCR周期即...