准确的人脑脊液（CSF）介电参数对生物电磁应用至关重要，例如人脑电磁场建模、脑内电发生器定位与强度评估以及电磁防护。为在温度变化过程中用电学阻抗断层成像（EIT）检测脑损伤信号，本研究考察了 CSF 介电参数随频率（10 Hz–100 MHz）和温度（17–39 °C）的变化。首先建立 Debye 模型以表征复阻抗的频率与温度特性；...
本文研究了缓冲液在细菌悬液阻抗谱测量中的作用，提出Good's两性离子缓冲液可替代目前常用的PBS等标准电解质缓冲液。作者通过理论与实验比较经典缓冲液和两性离子缓冲液在不同浓度下的电导率，发现两性离子缓冲液在常用浓度下离子-离子相互作用显著更强，且两性离子分子尺寸较大，因而电导率明显降低，从而提高阻抗传感能力。以热诱导的伤寒沙门氏菌...
本文提出一种面向电化学与生物传感器应用的低噪声前端传感器集成电路，同时具备交流阻抗谱（EIS）和直流安培测量能力。该电路采用共栅电流缓冲拓扑，支持电流模式与电压模式传感器信号，使输入频率范围覆盖直流至100 kHz。通过可调高通与低通频率响应，在宽输入频率范围内实现低噪声工作。此外，一种嵌入频率响应分析的增量ΔΣ调制器同时作为片上阻...
实时体外多模态神经元细胞群表征涉及高度复杂的相互依赖过程。尽管已报道多种微电极阵列（MEA），但现有诊断技术在传感面积、光学透明性、分辨率和模态数量方面仍有限。本文提出一种光学透明薄膜晶体管（TFT）阵列生物传感器芯片，用于神经元群研究。该芯片中的 TFT 电极可实现六种模态：动作电位（AP）和局部场电位（LFP）的细胞外电压记录、...
生物传感器和芯片实验室等新技术正在降低生物细胞检测与表征的时间和成本，但单细胞或极低浓度细菌的检测仍面临信号变化过小、难以识别的挑战。本文提出在具有共面电极的生物传感器连接走线上引入绝缘层，以改进此前开发的阻抗谱生物传感器。作者采用阻抗谱技术，分析绝缘层对截止频率和归一化阻抗变化的影响，并结合电路模型、有限元仿真与实验验证。结果表明...
生物传感器的检测限是重要参数，优化后可检测更少细胞并缩短检测时间。该参数可通过减小电极尺寸改善，但检测速率也会降低。为避免该问题，作者提出由 20×20 µm² 共面方电极组成的传感器矩阵，采用标准洁净室工艺制造。然而发现电极连接走线暴露于溶液会降低归一化阻抗变化。为此，本文分析电极连接走线对阻抗谱法生物细胞测量中归一化阻抗变化和截...
本文报道了一种用于电化学与生物阻抗分析的多通道双模 CMOS 模拟前端（AFE）。该芯片在 180 nm CMOS 工艺中实现，集成两个电流读出（CR）通道和四个电压读出（VR）通道，可同时支持双极和四极交流阻抗谱（EIS）测量，为单细胞生物传感器研究与大规模组织或器官分析提供可适配平台，用于实时癌症检测、成像与表征。每个 VR 通...
本文报道了一种基于绝缘聚合物微芯片的实时亲和生物传感器。两个平面碳微电极通过激光烧蚀集成于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）微芯片中，与微通道内溶液无直接接触。传感器通过监测微电极/PET微通道/溶液界面的电阻抗变化，探测聚合物表面发生的生物分子结合事件。实验中，牛血清白蛋白（BSA）先吸附固定于PET微通道表面，兔抗BSA抗体（Ab-...
本文首次报道基于κ-酪蛋白（κ-CN）的电化学和表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于评估凝乳酶（rennet）凝血活性。电化学传感器构建于修饰有双硫代双N-琥珀酰亚胺基丙酸酯（DTSP）自组装单层的金电极上；SPR在再生羧甲基化葡聚糖（CM5）金表面进行。两种传感器均共价固定κ-CN。电化学传感器用循环伏安、差分脉冲伏安和电化学...
本文研究了水热法制备的3–4 nm二氧化锡（SnO2）纳米粒子（SNP）对碳糊电极（CPE）伏安行为的影响，以评估其在生物传感器开发中的应用潜力。作者采用循环伏安法（CV）、差分脉冲伏安法（DPV）和电化学阻抗谱（EIS）系统表征了SNP修饰碳糊电极（SNP-CPE）与未修饰CPE的电化学性能，并比较了预处理、扫描速率及SNP在石墨...
许多离子通道蛋白具有毒素和药物结合位点，可作为高通量技术与生物传感器中的传感元件。测量离子通道电导变化需要稳健且寿命足够的生物膜。传统平面双层脂质膜（BLM）直径100–300 μm，通常只含少于十几个通道，而细胞药物筛选需记录多个离子通道电流。本文提出一种简单方法，利用水合聚四氟乙烯（PTFE，特氟龙）滤膜（孔径5 μm，滤膜直径...
本文报道了一种无标记钙离子生物传感器的构建与表征。作者将猪源 S100A12 蛋白（calgranulin c）与聚乙烯醇丁醛（PVB）混合后，通过溶胶-凝胶法固定在金电极表面，形成 Au-PVB-S100A12 修饰电极。采用循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）、扫描电镜（SEM）和表面等离子共振（SPR）对电极进行表征。S...
本研究通过光交联聚乙烯醇（PVA）膜将牛肝过氧化氢酶（CAT）固定于电导换能器表面，构建了一种新型生物传感器，用于研究 CAT–H2O2 反应动力学及氰化物抑制。固定 CAT 在低 H2O2 浓度（<100 mM）下呈 Michaelis–Menten 行为，表观米氏常数 KMapp=84±3 mM，最大初始速率 VMapp=13....
可靠、快速的诊断工具是安全有效治疗被忽视疾病的关键。利什曼病是由利什曼原虫（Leishmania spp.）经受感染白蛉传播的寄生虫病，在发展中国家仍构成公共卫生问题，约1200万人感染、3.5亿人面临感染风险。现有诊断方法仍不够有效，尤其因与克氏锥虫（Trypanosoma cruzi）引起的恰加斯病交叉反应导致假阳性，特异性不足...
多细胞肿瘤球可模拟天然细胞环境，广泛用于药物测试。为实时研究药物对三维培养的影响，作者设计并制备了一种新型微腔阵列（MCA）生物传感器芯片，用于快速、非破坏性阻抗谱和细胞外记录。预培养细胞球被捕获在四个金电极之间；芯片含15个深100 μm、边长200–400 μm的方形微腔，便于优化定位。喜树碱（CTT）可诱导人黑色素瘤球凋亡，但...