基于垂直运动叉指电极阵列的电化学信号放大技术实现血液中阿尔茨海默病标志物的高灵敏检测

本文开发了一种集成激光诱导石墨烯金属叉指阵列（LIG-MIDA）的垂直运动传感器系统，通过优化运动参数（振幅4 mm、速度8 mm/s）和纳米材料修饰（2% MWCNTs与10% AgNPs），显著提升了电化学ELISA（e-ELISA）检测的灵敏度与稳定性，实现了对阿尔茨海默病标志物Aβ-40/Aβ-42的超低检测限（0.63–0.78 pg/mL），并成功验证了其在血浆样本中的临床适用性。

　　

Highlight部分

所提出移动传感器系统的生物传感机制

该移动传感器系统通过电化学生物传感器在分析物溶液中的垂直运动驱动。在垂直运动过程中，氧化还原分子在阴极和阳极之间更高效地循环，从而减小扩散层厚度、放大信号并增强信号稳定性（详见支持信息第13和14节）。该生物传感机制通过开发的LIG-MIDA生物传感器进行了验证。

化学品与颗粒

多壁碳纳米管（MWCNTs）购自Sigma-Aldrich Co.（韩国）；球形银纳米颗粒（AgNPs）购自Join M（韩国）；75 μm厚柔性聚酰亚胺胶带（PI）源自TradeKorea（韩国）；1 mm厚聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）透明薄片购自Goodfellow（韩国）；去离子（DI）水由Joylife Co.（韩国）提供；PBS缓冲稀释剂（pH 7.4）购自Biosesang（韩国）。Sigma-Aldrich韩国公司

激光参数、电极间隙及分析物（PAP）体积的优化

为实现石墨烯基传感器理想的电学特性，需优化激光扫描功率、扫描速度和电极间隙。图3(a)和图S6显示了电阻率随激光扫描功率的变化，其中低激光功率（9 W）导致高电阻率（约50 Ω/mm），而高激光功率（10 W）导致低电阻率（约5 Ω/mm）。因此，选择10 W作为最佳激光功率。图3(b)显示了电阻率随

结论

本研究开发了一种新型移动传感器测量技术和激光诱导石墨烯金属叉指阵列（LIG-MIDA）生物传感器，用于早期AD检测。所提出的移动电化学测量技术相较于传统静态电化学测量，展现出更低的检测限、更稳定的信号和更好的重现性。该系统通过测量不同浓度（1 mM至10 pM）的PAP成功得到验证。