确定癌细胞的迁移与侵袭能力，并阐明其机制，对癌症诊断、预后、药物开发和治疗具有重要意义。转移细胞侵入血管层是转移的关键特征，已有多种生化与生物电传感器用于转移早期检测，但装置复杂、读出困难、难以检测稀有转移细胞且依赖特殊设备，限制了临床应用。本文报道一种基于 Metas-Chip 的电化学阻抗生物传感器，利用反应离子刻蚀制备的纳米粗...
开发了一种基于固定在盘状铂/铱（Pt/Ir）微电极表面的单克隆淀粉样蛋白β抗体（mAβab）并耦合阻抗信号换能器的微型生物传感平台，用于无标记、灵敏地检测淀粉样蛋白β肽片段1-40（Aβ40），该标志物可用于阿尔茨海默病（AD）早期诊断。Pt/Ir微电极先电聚合邻苯二胺聚合物（PoPD），一种含游离氨基的导电芳香聚合物，再用戊二醛（...
本文开发了一种用于汞离子（Hg2+）检测的高灵敏阻抗生物传感器。该传感器基于 Hg2+ 触发的核酸外切酶 III（Exo III）切割实现目标物循环，以及 DNA 酶介导的催化沉淀聚合。Hg2+ 诱导胸腺嘧啶-胸腺嘧啶（T-T）错配，触发 Exo III 催化目标物循环并释放游离单链 DNA（记为 M）。产物 M 辅助在电极表面形成...
预防卡马西平致危及生命超敏反应可通过治疗前筛查相关 HLA-B*15:02 风险等位基因实现，但传统 HLA 分型成本高、周转慢，限制临床实施。作者开发了一种基于互指电极（IDE）的生物传感器平台，结合环介导等温扩增（LAMP）快速检测 HLA-B*15:02 等位基因。LAMP 扩增后，扩增产物与固定在 IDE 传感器表面的 DN...
基于弱/瞬态蛋白-配体相互作用的阻抗生物传感器在检测小分子时，尤其在现场或复杂基质中，对检测电子学提出挑战。蛋白-配体结合传感器具有巨大潜力，但在复杂溶液中的准确性仍是难题。本文提出一种简单、开源的支持向量机（SVM）机器学习算法，用于分析阻抗谱数据，以替代等效电路分析。作者展示了两种基于蛋白的阻抗生物传感器：一种利用 TBP 与 ...
本文提出基于硅纳米线（SiNW）的阻抗生物传感器（SiNW-ECIS），用于实时监测正常细胞与癌细胞在不同 pH 微环境中的行为，以辅助识别侵袭性癌细胞。酸性微环境是肿瘤侵袭和局部转移的重要特征；在酸中毒条件下，侵袭性癌细胞可通过激活自噬抑制凋亡并维持增殖。作者将 MCF10A、MCF7 和 MDA-MB468 三种乳腺细胞接种于 ...
本研究评估了一种基于芽孢的生物传感器，用于监测气态过氧化氢（H2O2）灭菌过程的杀菌效力。该传感器采用薄膜工艺制备的互指电极（IDE）结构，通过阻抗测量研究灭菌过程对短小芽孢杆菌（Bacillus atrophaeus）芽孢的影响。该微生物耐受性强，工业上常用于验证灭菌效率。传感器测量与传统微生物挑战试验、扫描电子显微镜（SEM）和...
本研究旨在开发一种纳米材料-树状大分子复合修饰生物传感器，用于真实血样中 Fetuin-A（HFA）检测。作者设计了基于电化学阻抗谱（EIS）的抗 Fetuin-A（Anti-HFA）修饰生物传感器系统，并在真实血样中测试，同时采用计时阻抗法。相同样品用 ELISA 分析并比较以验证新系统。采用金丝网印刷电极（AuSPE）作为换能器...
随着预防性医疗的推广，传感器技术改进对降低全球医疗成本至关重要。即时检测(POC)诊断可缩短检测时间、减少人工，并因便携设计避免样本运输成本；无标记检测则提高了生物分子检测的通用性。本文报道一种基于阻抗的POC生物传感器，通过阻抗谱检测微加工芯片表面修饰的变化。研究采用金纳米颗粒(GNP)评估新芯片的传感能力，并利用阻抗测量监测传感...
锌和铜是多种生物过程必需的金属离子，其体内水平受到严格调控；血清中Zn2+/Cu2+比值失衡与免疫、炎症、多发性硬化等疾病相关。催产素（OT）是一种神经肽，其活性受锌、铜结合调控。本文首次报道了一种基于OT单分子层的阻抗生物传感器：将叠氮功能化OT（OT-Az）通过无铜点击化学固定于DBCO功能化玻璃碳电极表面。该传感器在生理pH下...
本研究旨在设计一种功能阻抗生物传感器，利用凝集素作为糖链识别蛋白，对前列腺癌标志物前列腺特异性抗原（PSA）进行高特异性糖谱分析。传统方法将全长抗体固定于传感界面以捕获 PSA，再进行凝集素孵育；但全长抗体 Fc 区含糖链，凝集素可能直接结合固定抗体，造成假阳性并影响糖谱准确性。本文采用不含碳水化合物基团的重组单链抗体片段（scAb...
本研究设计并制备了一种低成本、紧凑型微流控生物芯片，用于蛋白质的预浓缩与检测。芯片利用在微通道连接间隙处自组装金纳米颗粒形成的纳米裂隙，在施加直流电压时产生离子富集与耗尽效应，并结合电渗流形成蛋白捕获区，使目标蛋白在检测窗口富集。传感模块采用基于锁相放大器的阻抗测量方法，监测金电极表面抗体固定以及目标蛋白被捕获后引起的电极间阻抗变化...
本研究报道了一种基于阻抗的电化学生物传感器，用于检测过氧化氢（H2O2）。传感器以金纳米颗粒（AuNP）嵌入二氧化钛（TiO2）颗粒构成的TiAu-APTS纳米复合胶体为传感基质；TiO2表面经3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTS）低温胺化，形成可固定生物分子的氨基界面。具有类过氧化物酶活性的血红蛋白（Hb）作为生物识别元件，经EDC...
本文报道了一种用于实时分析血栓形成的新型生物传感器。快速、准确地监测个体血栓风险是心血管诊断和止血性疾病治疗中的关键挑战。传统方法通常在体外实验结束后用共聚焦显微镜估计血栓体积，无法提供流动全血中血小板粘附和聚集的动态行为信息。该装置可独立工作，也可与显微镜系统集成；在全血灌注过程中，实时获取荧光标记血小板的图像，同时在一对特制金微...
系统性红斑狼疮（SLE）是一种需要长期监测的自身免疫性疾病。本研究报道了一种用于SLE无创监测的概念验证策略，通过尿液生物标志物定量实现疾病筛查。所开发的便携式传感器仅需50 μl尿液，即可在15 min内检测并定量血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）。该传感器采用非法拉第阻抗检测模式，并比较了有无检测抗体的两种免疫分析配置；抗原–...
纳米纤维支架具有较高比表面积，可模拟基底膜和细胞外基质中胶原纤维结构，为细胞附着提供支架。无标记、非破坏性评估细胞组织与支架相互作用，有助于判断支架修饰的有效性。阻抗细胞谱（ECIS）通过功能方式评估细胞单层；细胞单层的电抗屏障功能代表连续单层中相邻细胞间带电物质扩散受限程度，许多细胞旁路阻抗信号共同贡献整体屏障功能。ECIS 要求...
本文报道了一种用于高灵敏检测Hg2+的电化学阻抗生物传感器，其将Hg2+诱导激活的Mg2+-特异性DNA酶（Mg2+-DNAzyme）目标循环放大与杂交链反应（HCR）组装DNA水凝胶信号放大相结合。首先，通过丙烯酰胺聚合分别修饰发夹DNA H3和H4，合成两种共聚物链P1和P2。随后，Hg2+作为触发因子，在Mg2+存在下激活Mg...
结直肠癌早期发现对疾病管理和患者生存至关重要。粪便血红蛋白检测是广泛采用的筛查方法，粪便免疫化学检测（FIT）相比化学法粪便隐血试验（FOBT）无需饮食或药物限制，并特异性识别下消化道人源血液。然而，现有定量FIT主要依赖实验室设备，难以用于资源有限的即时检测场景。本文报道一种低成本、无标记、定量粪便免疫化学生物传感器平台，用于人粪...
快速抗菌药敏试验对及时治疗决策很重要。由于细菌耐药全球蔓延，抗生素疗效日益受限。传统药敏试验依赖细菌培养，耗时长，可能导致不当处方和广谱抗生素初始使用。亟需开发床旁平台技术，快速检测病原体、识别合适抗生素并监测突变以调整治疗。本文报道一种用于快速（<90 min）、实时、无标记地从全血中分离细菌并进行抗菌药敏试验的生物传感器。目标细...
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...