综述：电化学纳米传感器的制备、功能化及细胞内测量

（编辑推荐）本综述系统阐述了基于纳米电极的电化学传感器（EC nanosensors）在单细胞检测中的独特优势：高时空分辨率、定量能力强且对细胞活性损伤小，重点总结了纳米电极材料制备、功能化修饰及在生物标志物检测、动态生命过程监测中的应用，为生命科学前沿研究提供了强有力的工具支撑。

　　

Abstract
细胞作为生命体基本结构与功能单元，其内部持续发生的生物过程解析是揭示生命本质的关键。传统检测技术难以满足单细胞微小复杂系统的测量需求，而基于纳米电极的电化学传感器（EC nanosensors）凭借^亚微米级空间分辨率、毫秒级时间分辨能力和对细胞活性的最小化干扰，成为突破性解决方案。

材料与制备技术
纳米电极的核心在于材料创新：碳纤维电极通过激光刻蚀可达到_{50 nm}尖端直径，金纳米线电极采用模板法实现表面等离子体共振（SPR）增强。近年发展的异质结构修饰技术（如Au@Pt核壳纳米线）将检测限推进至^{10-15 M}水平。

功能化策略
生物识别元件（适体/酶/分子印迹聚合物）的定向固定是功能化关键：

• 适体（Aptamer）修饰实现ATP动态追踪
• 葡萄糖氧化酶（GOx）涂层用于糖代谢监测
• 纳米孔道限域效应提升多巴胺检测特异性

应用突破
在活细胞监测中，该技术已实现：

1. 神经元动作电位传导时Ca²⁺波动实时成像
2. 肿瘤细胞凋亡过程活性氧（ROS）爆发动力学分析
3. 干细胞分化过程表观遗传标记5-hmC原位检测

挑战与展望
当前瓶颈包括纳米电极批量制备的均一性、长期植入的生物相容性。未来或将通过AI辅助设计（如机器学习预测界面修饰方案）与微流控集成技术（organ-on-a-chip）推动该领域发展。

Conflict of Interest
作者声明无利益冲突。