本文研究3D打印微蛇形结构（µserpentines）的能力与局限，并利用其构建可用于体外、可穿戴和植入式微电极阵列（MEA）的动态3D微电极。器件将优化后的3D打印微蛇形设计与面外微电极结构相结合，集成于柔性Kapton®封装上，并采用微模塑PDMS绝缘。作者基于有效刚度和有效应变方程计算优化微蛇形设计的柔性，以筛选增强柔性的几何...
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...
本文设计了一种基于阻抗的 DNA 多重生物传感器，用于同时检测大肠杆菌（yaiO 基因）及其毒力 f17 变异株。将巯基化 DNA 双探针自组装到金纳米粒子修饰的丝网印刷碳电极（AuNPs/SPCE）表面，以识别 yaiO 和 f17 基因的特定序列。通过监测阻抗响应并拟合等效电路模型，确定了生物电极制备的最佳条件。当生物电极识别目...
乙酰胆碱（ACh+）释放异常可损伤神经系统，推动神经递质输送与检测装置发展。现有装置存在侧向传输复杂、安培检测精度低、酶法多步昂贵等问题。本文利用离子聚合物选择性离子传输特性，首次将双磺化聚芳醚砜（BPS）膜同时用于模拟神经网络电-离子信号转导的“乙酰胆碱笔”（ACh+ Pen）和基于电导率的高灵敏非酶 ACh+ 定量传感器。BPS...
从电子设备到大面积电子，从单个细胞到皮肤替代物，打印技术正在众多领域提供有吸引力的应用。受此启发，我们采用喷墨打印在柔性基底上制备互指电极传感器（IDEs），用于监测上皮细胞培养。该传感器以银纳米颗粒为导电材料，SU-8 为钝化层，具有细胞相容性，并形成宽约 300 μm、深约 4 μm 的微沟拓扑结构，且可在不损害电学性能的前提下...
本文报道了一种基于磁小体-抗沙门氏菌抗体复合物的生物传感器，用于检测脂多糖（LPS，体细胞O抗原）和鼠伤寒沙门氏菌。磁小体从磁螺旋菌RJS1中提取，经显微和能谱表征；将1和2 mg/mL磁小体与0.8–200 μg/mL抗沙门氏菌抗体直接偶联，并通过光谱和Zeta电位确认。ELISA优化显示2 mg/mL磁小体与0.8 μg/mL抗...
近年来，多种生物传感器架构依赖靶标结合诱导电极固定受体的电子转移速率变化。此类传感器通常采用方波伏安法等伏安法进行探测，时间分辨率受限于数秒。本文提出一种基于阻抗的电化学相位探测方法，用于高时间分辨率读取该类传感器。作者以电化学适配体传感器（EAB）为例，通过监测适配体上共价连接氧化还原报告基团在靶标结合后电子转移动力学变化引起的电...
化脓性链球菌（Streptococcus pyogenes，S. pyogenes）是已知引起从轻度急性感染到严重侵袭性感染等多种疾病的人类病原体。本文报道开发一种新型阻抗生物传感器，用于检测该病原体。所提出的传感器为金盘电极，其表面修饰商用抗体，并通过碳二亚胺化学将抗体固定在电极表面。所开展的测试证实了所用抗体的特异性，这一结果也...
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、...
本研究报道了一种基于碳纳米纤维富集 8 通道丝网印刷电化学阵列的阻抗法生物传感器，用于检测与凝血因子 V Leiden（FV Leiden）突变相关的单核苷酸多态性（SNP）。FV Leiden 突变是最常见的遗传性血栓倾向病因之一，其快速、低成本检测对临床诊断具有重要意义。检测过程分为三步：首先，在溶液相中使 zip 核酸探针（Z...
Tau 蛋白异构体变化与微管功能密切相关，是阿尔茨海默病（AD）等痴呆疾病的重要病理基础。本研究开发了一种基于还原氧化石墨烯（rGO）和金纳米颗粒（AuNP）纳米复合物的单次使用神经生物传感探针，用于检测 Tau-441 蛋白。该探针以一次性 ITO 电极为基底，通过电化学阻抗谱（EIS）和循环伏安法（CV）读出信号，并用 11-巯...
食品中抗生素残留检测对防控耐药性、肾毒性和过敏风险具有重要意义。本文提出一种基于炭黑–寡乳酸酯复合材料的阻抗式适配体传感器，用于检测卡那霉素A（KANA）。传感器以玻璃碳电极为基底，先沉积炭黑/壳聚糖导电成膜层，再用EDC/NHS活化，并将氨基化KANA适配体与锥形硫杯[4]芳烃寡乳酸酯衍生物（OLA-cone）混合固定，形成高孔隙...
本研究报道了一种基于共轭聚合物修饰氧化铟锡（ITO）柔性薄膜的无标记电化学免疫传感器，用于检测癌症生物标志物激活C激酶受体1（RACK1）。以ITO-PET为工作电极，经H2O2/NH4OH处理形成羟基后，将含羧基的聚(3-噻吩乙酸)（P(Thi-Ac)）自组装成单分子层，利用EDC/NHS活化羧基，通过酰胺键共价固定抗RACK1抗...
初生细胞壁（PCW）是包围植物细胞的刚性而柔韧结构，在植物生长、细胞分化、细胞间通讯、水分运输和防御中发挥关键作用。电学阻抗谱（EIS）虽广泛用于哺乳动物细胞特性研究，但在植物科学中应用较少。本文设计并制备了一种基于 EIS 并与微流控平台耦合的生物传感器，用于在单细胞水平研究 PCW 的形成过程。具有完全再生 PCW 的拟南芥叶肉...
随着即时诊断需求增加，无标记传感平台受到关注，其中一些基于生物细胞的阻抗测量。本文在叉指电极上构建透明质酸（HA）与壳聚糖（CHI）的层层自组装（LbL）薄膜，用于检测前列腺肿瘤细胞（PC3 细胞系）。原子力显微镜和偏振调制红外反射吸收光谱（PM-IRRAS）证实了 LbL 薄膜的沉积，并识别出可与肿瘤细胞表面过表达糖蛋白 CD44...
不同疾病在症状出现前会分泌特征性生物标志物，因此需要在体液中检测其极低浓度。本文报道了一种集成聚乙烯醇（PVA）纳米纤维和碳纳米管（CNT）的互指传感器件，用于检测炎症生物标志物C反应蛋白（CRP）。该器件在磷酸盐缓冲液（PBS）和人血清（hs）中实现了从100 ng/mL到1 fg/mL的CRP检测，检出限为1 fg/mL。在CR...
电化学阻抗生物传感器（EIBs）具有结构简单、可快速灵敏检测食品危害物的特点。它们通过表面生化反应将目标分子识别事件转换为对正弦电压输入的电流/阻抗响应，从而实现对食品中病原菌、毒素等的检测与定量。由于结构简洁和分析灵敏度高，EIBs被认为是最有潜力的食品安全监测方法之一，可嵌入食品供应链进行在线监测。本文系统介绍EIB的理论基础、...
还原氧化石墨烯（rGO）被广泛用于开发多种生物传感器，但通过单滴滴涂制备自组装 rGO 纳米片网络仍缺乏一致性。本文系统比较了三种仅使用去离子水、不添加化学试剂或有机溶剂的低成本 rGO 悬浮液制备方法，以单滴滴涂方式在玻璃基底上形成大面积自组装 rGO 纳米片网络。随后，将效果最佳的制备方法用于将 rGO 纳米片沉积到商用金互连微...
转录水平调控是基因表达过程中的重要环节。白僵菌（Beauveria bassiana）是一种广谱杀虫真菌，广泛用于节肢动物生物防治，其转录水平调控是多层次复杂过程。多蛋白桥接因子1（MBF1）是转录共激活因子，可桥接序列特异性激活因子与TATA-box结合蛋白（TBP）。目前对白僵菌丝状真菌中MBF1、TBP以及TBP与DNA（TA...
pH 监测是评估个体健康状态的有效手段，但可穿戴生物传感器面临成本高、热漂移、湿度敏感及金属过敏等挑战。本文报道了一种低成本防水电子贴（WPEDs）的制备，其具有高顺应性、可一次性使用，可监测汗液和阴道 pH。WPEDs 包含聚苯胺/银微片（PANi/AgμF）传感层，经优化后可在多数生物流体临床相关范围内进行准确的阻抗法 pH 定...