可寻址电化学细胞传感器的构建及其应用研究

在同一微芯片的不同层面上集成纵横十字交叉的电极，根据某些电活性物质在交叉点的两个电极之间可以发生电化学氧化还原并引起电极响应的增强的特性，实现对每一交叉点的可寻址检测。同时通过在交叉点上集成一些微孔，在纵电极上和横电极上施加一定的电压，可以在交叉点形成一个强电场，利用双电泳（DEP）的方法可以实现对不同种类细胞的可寻址操控及并利用物理法将细胞固定在特定的微孔中。根据特定的转基因细胞对某些待测物具有特异性响应并通过一些化学反应产生一些具有电化学氧化还原特性的物质（如4-氨基苯酚）的原理，将不通种类的转基因细胞同时固定在芯片上，可以建立起高通量可寻址的电化学细胞传感器。在同一电极阵列实现对单细胞的可寻址操控和检测。该传感器可以应用在不同种类的环境污染物或农残等物质的高通量筛查与检测中。

通过在集成纵横十字交叉的电极上施加不同的电压，根据某些电活性物质在交叉点可以发生电化学氧化还原并引起电极响应的增强的特性，构建了高通量可寻址电化学检测芯片。由于细胞壁是电的不良导体，可以阻碍电化学氧化还原，电流的放大被阻止,此芯片可以应用于细胞生长、凋亡以及一些对细胞具有毒性的物质的检测；同时由于DNA链上带有负电荷，可以阻碍电化学氧化还原的物质（Fe(CN)64−/Fe(CN)63−体系）扩散到DNA修饰的可寻址点上，可以实现对单碱基错配的DNA进行高通量筛查。根据Ru(bpy)32+在电致化学发光过程中具有氧化还原循环的特点，建立了一种可寻址的电致化学发光传感器。利用核酸适配体具有高特异性、高亲和力的特性，构建了一系列的核酸适配体电化学传感器，可以对不同目标物(生物活性物质和环境污染物)进行高灵敏度的检测。将不同的适配体固定在可寻址传感器的可寻址位点上，构建了可以同时对不同目标物进行检测的电化学检测芯片，这种芯片具有高通量和高选择性的特点。这些研究工作将进一步促进高通量、高选择性的电化学传感器的发展和应用。共发表SCI收录论文22篇，其中IF>5.0的有13篇，申请发明专利1项。