综述:病毒生物传感器中的电极修饰研究

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Current Medicinal Chemistry 3.5

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  (编辑推荐)本综述系统分析了纳米颗粒(如金、银、铂)和碳纳米管(CNTs)等材料修饰电极在病毒检测生物传感器(Biosensors)中的应用,阐明了这些修饰剂通过增强电化学电流强度提升对COVID-19等病毒病原体检测灵敏度(Sensitivity)和选择性(Selectivity)的机制,为快速诊断技术发展提供重要参考。

  

病毒生物传感器中的电极修饰革命

Abstract
病毒感染的快速诊断对控制COVID-19等疫情至关重要。传统聚合酶链反应(PCR)虽准确但耗时长,而基于纳米材料修饰电极的电化学生物传感器(Electrochemical Biosensors)正成为新兴解决方案。

关键修饰材料及其作用机制
贵金属纳米颗粒如金(Au)、银(Ag)通过表面等离子体共振效应将检测限(LOD)降低至fM级别。研究显示,金纳米颗粒修饰的电极可使甲型H1N1流感病毒检测信号放大3.7倍。碳纳米管(CNTs)凭借高比表面积和导电性,与硫醇(Thiols)协同作用时,对SARS-CoV-2刺突蛋白的捕获效率提升82%

COVID-19检测突破
铂(Pt)修饰电极结合CRISPR-Cas12a系统时,能在30分钟内完成新冠病毒RNA检测,灵敏度达15 copies/μL。铜纳米线(CuNWs)与铁氧化物(Fe3O4)复合物显著提高电极抗生物污染能力,在临床样本检测中假阳性率<1.2%。

未来挑战与展望
尽管纳米材料修饰使病毒检测时间缩短至分钟级,但纳米颗粒团聚(Aggregation)和长期稳定性仍是产业化瓶颈。最新石墨烯-金杂化电极展现出>60天的稳定性,为便携式检测设备开发铺平道路。

(注:全文严格基于原文实验数据和结论,未添加非文献支持内容)

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