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综述:基于纳米材料的丝网印刷电极在即时检测中的进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月20日 来源:Sensors International CS24.6
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这篇综述系统评述了纳米材料修饰丝网印刷电极(SPEs)在生物分析领域的研究进展,重点探讨了其在便携式即时诊断(POC)设备中的创新应用,包括成本控制、灵敏度提升、尺寸微型化及监管审批挑战,为未来个性化医疗和疾病管理提供了技术前瞻。
Abstract
尽管已有大量关于多种丝网印刷电极(SPEs)的研究,但针对纳米材料修饰SPEs在生物分析中的系统性评估仍显不足。本文综述了基于纳米材料分类的SPEs技术,深入探讨其在即时诊断(POC)中的核心优势:低成本、高灵敏度(检测限达10-9 M级)和微型化(部分设备尺寸<1 cm2)。通过分析金、碳纳米管和石墨烯等材料的性能差异,提出纳米复合基底可显著提升对葡萄糖、胆固醇等生物标志物的特异性识别能力。
技术突破与挑战
纳米材料SPEs的革新体现在三方面:一是通过喷墨打印技术实现电极阵列的批量化生产,成本降低60%;二是柔性基底(如聚酰亚胺)的引入使设备可贴合皮肤持续监测;三是微流控集成使检测时间缩短至5分钟内。然而,监管审批(如FDA认证)和长期稳定性(>30天)仍是产业化瓶颈。
疾病应用图谱
针对心血管疾病,纳米金SPEs可同步检测肌钙蛋白I(cTnI)和CRP;糖尿病管理中,普鲁士蓝修饰电极实现了无创血糖监测。值得注意的是,量子点标记技术使癌症标志物PSA的检测灵敏度提升3个数量级。
未来展望
随着可穿戴技术的融合,SPEs将推动居家检测的普及。但需解决纳米材料毒性评估和跨学科标准化问题。该领域的发展或将成为精准医疗落地的关键突破口。
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