流动触发的电化学适配体传感器再生及17β-雌二醇的连续监测

由 root 提交于 周四, 10/08/2026 - 00:47
摘要

基于亲和力的生物传感器在连续生物标志物监测中的应用仍受到探针饱和、解离缓慢、信号残留以及再生方法的限制,而这些方法通常需要化学清洗、苛刻缓冲液或外部复位模块。在此,我们报道了一种流量编程、自再生的电化学适配体生物传感器,用于连续监测17β-雌二醇。该平台通过调节流经器件的缓冲液流量来恢复传感界面,从而在无需化学剥离或主动复位硬件的情况下,实现重复的传感–再生循环。该生物传感器的检出限达到1.46 pM,在真实人类汗液中表现出从100 pM至1 M的对数线性动态范围,覆盖具有生理意义的雌二醇浓度。该传感器具有较高的选择性,其对潜在分子结构相似干扰物的响应均低于17β-雌二醇信号的10%。在动态流动操作下,该器件表现出可逆的信号恢复能力和稳定的电化学性能;提高缓冲液清洗流量可减少测量之间的基线残留。耦合结合–传质模拟再现了流量依赖的再生趋势,并揭示了清洗流速、清洗持续时间以及表观适配体亲和力对再生效率的影响。真实人类汗液中的离体测试(包括孕妇样本)进一步支持了该平台的转化应用潜力。本研究确立了缓冲液流量编程这一无需试剂的途径,可用于构建可再生电化学适配体传感器,实现适用于自动化和可穿戴设备的雌二醇监测。

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流动触发的电化学适配体传感器再生:用于连续监测17β-雌二醇

HADI

MIRZAJANI

,

Giacomo

Massini

,

Zahra

Davari

,

Francesca

Rodino

,

Sandro

Carrara

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.10.05.755148

HADI MIRZAJANI

洛桑联邦理工学院(EPFL)

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hadi.mirzajani{at}epfl.ch

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基于亲和作用的生物传感器在连续生物标志物监测中的应用,仍受到探针饱和、解离缓慢、信号残留,以及需要化学清洗、苛刻缓冲液或外部复位模块的再生方法等因素的限制。在此,我们报道了一种通过流动程序控制、可自再生的电化学适配体生物传感器,用于连续监测17β-雌二醇。该平台通过调节缓冲液在器件中的流动,恢复传感界面,从而无需化学剥离或主动复位硬件,即可实现反复的检测—再生循环。该生物传感器在真实人类汗液中实现了1.46 pM的检测限,并在100 pM至1 μM范围内呈现对数线性动态范围,覆盖具有生理学意义的雌二醇浓度。该传感器具有高选择性:对于潜在结构相似干扰物的响应均低于17β-雌二醇信号的10%。在动态流动条件下,该器件表现出可逆的信号恢复能力和稳定的电化学性能;提高缓冲液清洗流速可减少不同测量之间的基线残留。耦合结合—传输模拟再现了流动依赖性再生趋势,并揭示了清洗流速、清洗持续时间和表观适配体亲和力对再生效率的影响。对真实人类汗液开展的离体测试(包括孕妇样本)进一步支持了该方法的转化应用价值。本研究确立了缓冲液流动程序控制作为一种无需试剂的可再生电化学适配体传感途径,可用于自动化、兼容可穿戴设备的雌二醇监测。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

资助信息声明

Innosuisse——瑞士创新署,

https://ror.org/05a2bhn71

SNF Bridge概念验证项目

版权

本预印本的版权所有者为作者/资助方,其已授予bioRxiv永久展示该预印本的许可。

该预印本依据

CC-BY-NC-ND 4.0国际许可协议

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2026.10.05.755148;

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2026.10.05.755148;

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关键词:电化学适配体传感器 · 17β-雌二醇监测 · 流量编程再生 · 连续生物标志物监测 · 可穿戴生物传感 · 汗液检测

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.05.755148v1?rss=1