G蛋白偶联受体（GPCRs）是细胞表面受体中最大且功能最多样的超家族，具有七次跨膜结构。GPCR信号参与视觉、味觉、嗅觉、交感/副交感神经功能、代谢和免疫调节，是多种疾病的重要治疗靶点。细胞介电谱（CDS）是一种新型无标记、实时、基于细胞的检测技术，可对外源或内源表达GPCR的细胞进行综合药理学评价。在采用CDS技术的生物传感器中，...
在良性肿瘤中检测稀有转移细胞是临床活检或巴氏涂片判断癌症分期的关键难题。作者制备并测试了一种基于纳米草硅的生物电子器件，可在无生化标记条件下，从原发结肠癌细胞（HT29）混合培养物中检测少量人结肠侵袭性癌细胞（SW48）。当整个良性样品中存在5%转移细胞时，即可产生可分辨的阻抗变化。由于转移细胞与良性细胞的膜介电参数不同，电场穿透和...
中心静脉导管（CVC）在临床中广泛用于改善患者生活质量，但导管内微生物生物膜形成会带来固有感染风险。估计约80%的人类细菌感染与生物膜相关，50%的院内感染与留置器械相关；血流感染占重症脓毒症和脓毒性休克病例的30%–40%，是发病率和死亡率的重要原因。因此，血流感染必须及时诊断，以便尽快启动合适的抗微生物治疗。理想的诊断技术应能及...
阿尔茨海默病（AD）是最常见的痴呆类型，全球患者超过3700万，尚无可靠活体诊断方法，死后脑检查仍是确诊手段。为尽早诊断并干预，本文报道一种新型无标记电学阻抗生物传感器，用于特异性检测AD主要神经毒性物种——淀粉样蛋白β寡聚体（AβO）。AβO被认为是AD最佳生物标志物，其血液水平与脑脊液负荷相关。该传感器的生物识别元件为细胞朊蛋白...
本文报道了一种基于互指阻抗微电极阵列的实时、无标记生物传感器，用于高选择性和高灵敏度检测致病性革兰氏阳性细菌。传感器以天然IIa类细菌素抗菌肽Leucocin A（LeuA）为识别元件，通过固相肽合成获得，并利用其C端羧基与预连接在金电极表面的巯基连接子半胱胺的游离胺在EDC活化下共价固定。当传感器暴露于不同浓度革兰氏阳性菌时，肽-...
化学气相沉积金刚石薄膜因成本高而难以用于生物传感器制造。本文报道利用超声辅助纳米金刚石（NDs）对生物传感电极进行纳米结构修饰，以利用金刚石表面生物功能化化学的水解稳定性，实现实时连续传感，并提高检测器灵敏度与稳定性。结果表明，较高的ND表面覆盖率对增强细菌捕获至关重要，可通过溶剂、ND浓度和种子时间优化获得。对于正zeta电位ND...
酶催化通常在高离子强度介质中应用。本文提出在超低离子强度介质中利用酶催化诱导离子强度升高，开发一种新型阻抗生物传感方法。以禽流感病毒 H5N1 为分析物，将链霉亲和素磁珠与生物素标记的 H5N1 适配体结合以捕获病毒，再依次结合刀豆蛋白 A（ConA）、葡萄糖氧化酶（GOx）和金纳米粒子（AuNPs），通过 ConA–糖基相互作用形...
本文报道一种用于生物样品介电谱分析的集成生物传感器。该器件采用0.35 μm标准CMOS工艺制备16×12微电极阵列，通过交流激励测量悬浮生物分子溶液的阻抗，无需荧光标记、表面固定或芯片功能化。作者测试了不同浓度单链DNA和牛血清白蛋白溶液，发现溶液阻抗与生物分子浓度呈显著相关，在双对数坐标下近似线性，表明该传感器可用作浓度传感器。...
本文报道了一种基于细胞介导生物印迹膜的阻抗生物传感器，用于细菌的快速选择性检测。以海洋病原硫酸盐还原菌（SRB）为模板菌，将掺杂还原氧化石墨烯片（RGSs）的壳聚糖（CS）电沉积于氧化铟锡（ITO）电极表面，形成RGSs/CS杂化导电膜作为细菌附着平台，并优化电沉积条件以获得良好电化学性能。随后在吸附有SRB的膜表面电沉积一层非导电...
禽流感病毒（AIV）H5N1 亚型自 1990 年代发现以来，已成为全球大流行和经济损失的潜在来源。当前公认的金标准检测方法病毒培养和 rRT-PCR 耗时、昂贵，且需要专门培训和实验室设施。因此，需要一种快速、灵敏、特异的筛查方法用于现场或床边检测 AIV，以有效实施隔离和药物治疗。本研究旨在提高已用于 AIV H5 筛查的阻抗生...
本文报道了一种用于检测活大肠杆菌O157:H7的金叉指微电极（IME）阻抗生物传感器。该传感器采用光刻技术制备，电极表面固定抗E. coli IgG抗体，通过抗体/抗原结合而非细菌生长来监测阻抗变化。在100 Hz–10 MHz频率范围内记录阻抗，剂量响应工作范围为2.5×10^4–2.5×10^7 CFU/mL。时间响应研究表明，...
脂多糖（LPS，又称内毒素）是细菌来源重组蛋白治疗药物和质粒DNA疫苗中常见的有害杂质，可引起发热、低血压、休克甚至死亡，因此需要早期、灵敏的检测方法。本研究开发了一种基于LPS特异性单链DNA适配体的电化学生物传感器。氨基末端适配体对LPS具有较高亲和力（Kd=11.9 nM），通过3-巯基丙酸（MPA）连接物固定在金电极表面。循...
本文针对实时电化学阻抗生物传感器信号量化中的算法失效问题，提出一种基于先验信号模型约束的状态空间参数估计方法。此前作者报道了无标记实时阻抗生物传感器原型及状态空间估计算法，用于从单频阻抗响应中提取与结合动力学相关的参数。后续实验发现，在真实 DNA 亲和结合信号中，由于强非线性噪声、模型偏差、漂移及低信噪比，原算法会出现负极点、近临...
本文报道了一种基于聚乙二醇化精氨酸功能化磁性纳米粒子（PA-MNPs）的阻抗生物传感器，用于宫颈癌早期检测。作者通过共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子，并用聚乙二醇化精氨酸原位稳定修饰，TEM显示其粒径约6–12 nm、平均约9 nm，呈超顺磁性。将PA-MNPs修饰于玻碳电极（GCE）表面，再与免疫球蛋白G（IgG）孵育，形成Ig...
当前禽流感病毒（AIV）检测主要依赖病毒培养和逆转录实时PCR（rRT-PCR），前者耗时长，后者需专业实验室和训练人员，亟需适合现场或床旁使用的快速、稳健、可靠方法。本研究评估一种新开发便携式阻抗生物传感器，并与rRT-PCR和病毒培养比较，用于检测实验感染H5N2 AIV鸡的气管和泄殖腔拭子样本。该传感器结合包被AIV亚型特异性...
本研究开发了一种基于血管内皮生长因子受体-1（VEGF-R1，Flt-1）的新型阻抗生物传感器，用于检测乳腺癌相关生物标志物血管内皮生长因子（VEGF）。重组人 VEGF-R1 通过 3-巯基丙酸（3-MPA）在金电极表面形成的自组装单分子层，经 EDC/NHS 活化后共价固定。循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）用于表征各修...
本文开发了一种基于新型导电连接子的无标记阻抗生物传感器，用于检测抗体–抗原相互作用。传统长链硫醇导电性差，不适用于法拉第型生物传感器。本研究采用噻吩基导电生物连接子（S2TA）形成自组装单层并固定生物分子。循环伏安和阻抗谱验证其增强导电性：该导电连接子的电子转移电阻比传统长链硫醇连接子低约3个数量级。阻抗降低（法拉第电流增大）可提高...
神经细胞分化是中枢神经系统发育的关键过程，对再生医学等领域具有重要意义。本研究报道了一种用于研究凝胶基质中神经细胞分化与信号过程的新型阻抗生物传感器。作者将Neuro2a（N2a）神经母细胞瘤细胞固定于不同三维凝胶基质中，比较其分化程度，并分析细胞数量及分化因子的影响。结果表明，胶原-层粘连蛋白混合凝胶在无血清培养基中可诱导神经分化...
本文提出一种基于阻抗法蛋白受体的生物传感器平台，用于即时诊断。作者构建了一套手持式阻抗读数系统，通过监测微加工金电极附近固定蛋白与分析物结合所引起的介电和界面阻抗变化，实现无试剂检测。研究以基因工程人葡萄糖激酶（glucokinase, GLK）作为识别元件，利用其结合葡萄糖后发生显著构象变化、改变整体偶极和介电性质的特性，将葡萄糖...
本研究将金纳米粒子（AuNPs）组装到聚苯乙烯/聚苯胺核壳纳米复合材料（PS@PANI）表面，构建具有三维结构的PS/PANI/Au界面，用于固定HL-60白血病细胞并制备细胞电化学传感器。固定后的HL-60细胞在循环伏安中表现出不可逆氧化响应，同时使电极电子转移电阻增大；电子转移电阻与细胞浓度对数值在1.6×10^3至1.6×10...