Page 178 - 航空电子传感器技术的研究与应用

第三章 航空电子传感器技术

器的高灵敏度，前者是传感器高选择性的基础，后者是高灵敏度的保证。同时电
化学生物传感器也能够实现集成化、体外实时监测，例如 He 等的工作，他们开
发了一种基于适配体的无标记微流体生物传感器，用于血管升压素的检测，微型

微流体生物传感器可连续监测不同的加压素水平，具有良好的便携性，可作为一
种即时诊断工具，适用于无标准医疗基础设施环境。另外，也有一些学者研究了
在某些情况下可重复使用的电化学生物传感器，例如 Hong 等人的工作，他们通
过集成热响应聚合物改变电极表面功能，最终实现界面结构的可切换和可逆过程，

并且所开发的方法可以作为一个平台检测多种癌症生物标志物，因为感测界面的
再生和去除容易受温度控制，从而使免疫传感器能够在重复实验中测量电化学响
应。在资源空间有限的航空航天环境中，检测平台的可重复使用性是效率极高的
一项功能。

针对与航天医学保障相关的生物标志物，电化学生物传感器已表现出了良好
的检测能力。对于心血管疾病相关标志物，NASA 的艾姆斯研究中心（NASA’s
Ames Research Center）报道了一种无标记生物传感器，由 Periyakaruppan 等人构建，
利用电化学阻抗谱和循环伏安法技术，使用碳纳米纤维纳米电极阵列对心肌肌钙蛋

白 I 进行定量检测，检测限达到 0.2 ng/mL。Zhang 等人利用金纳米颗粒掺杂的共价
有机骨架和电子介体甲苯胺蓝作为信号放大标签，设计了用于定量检测心肌肌钙蛋
白 I 的超灵敏夹心型电化学免疫传感器，该方法的线性范围为 0.5~10.0 ng/mL，检测
限为 0.17 pg/mL。对于骨代谢疾病相关标志物，Khashayar 等人将相应的抗体固

定在金纳米颗粒修饰的金电极上，用于电化学测量骨钙素，该传感器可在 5 分钟
能实现对骨钙素的定量检测，检测限为 0.65 ng/mL，线性范围为 2.5~90 ng/mL。
Kim 等人设计了基于膜的微波介导的电化学免疫测定进行高灵敏度和多重体外
检测骨质疏松相关的生化标志物检测。Serafin 等人制备多壁碳纳米管修饰的玻

碳电极，利用过氧化物酶标记的多克隆抗体，设计夹心型电流免疫传感器检测
胰岛素样生长因子 1，线性范围为 0.5-1000 pg/mL，检测限为 0.25 pg/mL。对
于神经 - 内分泌疾病相关标志物，Kameya 等人创建了一种基于大肠杆菌的果糖
胺 -6- 激酶的电化学传感器，可以直接对完整的糖化白蛋白做出反应，检测范围

在 20~100 μM。对于消化与泌尿系统疾病相关标志物，Thuy 等人制作了一种基
于选择性渗透聚合物层改性的微型生物传感器，用于检测丙氨酸氨基转移酶，该
生物传感器的响应时间为 5 秒，检测范围为 10~900 U/L，检测限为 8.48 U/L。

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