用于细胞检测的微电极传感器设计及传感分析

夏也; 苏喜; 陈李; 李顺波; 徐溢

doi:10.7536/PC190201

化学进展 ›› 2019, Vol. 31 ›› Issue (8) :1129-1135 DOI: 10.7536/PC190201

扫码查看或转发全文

用于细胞检测的微电极传感器设计及传感分析

夏也 ¹^,²^,⁴ ,
苏喜 ¹^,²^,⁴ ,
陈李 ¹^,³^,⁴^,⁵ ,
李顺波 ¹^,³^,⁴^,⁵^,^** ,
徐溢 ¹^,²^,³^,⁴^,⁵^,^**

作者信息 +

Design and Application of Electrochemical Sensor in Cell Detection

Ye Xia ¹^,²^,⁴ ,
Xi Su ¹^,²^,⁴ ,
Li Chen ¹^,³^,⁴^,⁵ ,
Shunbo Li ¹^,³^,⁴^,⁵^,^** ,
Yi Xu ¹^,²^,³^,⁴^,⁵^,^**

Author information +

文章历史 +

摘要

本文针对肿瘤细胞的活性检测、神经细胞的神经递质检测与巨噬细胞等的氧化损伤检测等细胞检测中的核心问题,简要介绍电化学生化传感器和传感方法在细胞检测领域的应用和发展,重点对不同微电极结构的电化学传感器的设计制作、细胞检测方法及应用进展进行了综述。电化学生化传感器从单一检测电极向集成多功能和阵列式电极发展,从单个电极传感检测模式向芯片集成微电极式传感系统发展,而在其生物相容性、检测限和检测效率等方面尚需进一步提升和拓展。基于微机电系统(MEMS)技术制作的微电极研制,电极表面的多种化学和生物修饰的敏感膜研究,从硅基到聚合物柔性基底电极的材料拓展,小体积、植入式、可穿戴式的电化学生化传感器研制等是目前发展的方向,其在临床检验、精准医疗、运动健康监测、老年健康服务等诸多领域中显示出巨大的应用前景。

Abstract

The application and development of electrochemical sensors and sensing methods in the field of cell detection are introduced briefly, aiming at the core problems in cell detection, such as detection of tumor cell activity, neurotransmitters in nerve cells and oxidative damage in macrophages. The design, fabrication, detection and application of electrochemical sensors with different microelectrode structures are discussed in details. It is shown that electrochemical sensors have developed from single detection electrode to integrated multi-functional and array electrode, and from single electrode sensing detection mode to chip integrated microelectrode sensing system. However, its biocompatibility, detection limit and detection efficiency need to be further improved and expanded. The development of microelectrode based on MEMS(Micro-electro-mechanical system)technology, the research of various chemical and biological modified sensitive film on the electrode surface, the material expansion from silicon-based to polymer flexible base electrode, and the development of small volume, implantable and wearable electrochemical and biochemical sensors are the current development directions. It has also illustrated great application prospects in clinical examination, precision medicine, sports health monitoring, elderly health services and many other fields.

Graphical abstract

关键词

细胞检测 / 微电极 / 微机电系统技术(MEMS技术) / 活性氧 / 柔性电极

Key words

cell detection / microelectrodes / micro-electro-mechanical system technique / reactive oxygen / flexible electrode

引用本文

引用格式 ▾

夏也, 苏喜, 陈李, 李顺波, 徐溢. 用于细胞检测的微电极传感器设计及传感分析[J]. 化学进展, 2019, 31(8): 1129-1135 DOI:10.7536/PC190201

Ye Xia, Xi Su, Li Chen, Shunbo Li, Yi Xu. Design and Application of Electrochemical Sensor in Cell Detection[J]. Progress in Chemistry, 2019, 31(8): 1129-1135 DOI:10.7536/PC190201

登录浏览全文

4963

注册一个新账户忘记密码

1 Introduction

2 Traditional Clark electrochemical sensor

3 Microelectrode probe sensor

4 Microelectrode electrochemical sensor integrated on chip

5 Paper based electrochemical sensor

6 Flexible substrate electrochemical sensor

7 Conclusion

1 引言

细胞是生物体形态结构和生理活动的基本单元,通过对细胞的分析检测可以更深入认识和了解许多生命过程。细胞检测在医学、生物学和化学等领域受到了高度的重视,如胚胎细胞活性检测^[1]、中性细胞毒性检测^[2]、巨噬细胞氧化损伤检测^[3,4,5]、神经细胞中神经递质检测^[6]以及神经细胞的电活动^[7]等,都是细胞检测领域备受关注的热点问题。利用细胞氧化损伤模型研究病理过程或进行药物筛选;特异性捕获肿瘤样本内的DNA和某些生物标志物,可实现对癌症的早期判断;构建神经细胞模型,能够用于研究帕金森症和阿尔兹海默症等疾病的发病原因。但是,在这些研究中, 针对细胞的检测通常存在细胞培养周期长,检测所需试剂样本较多,检测过程繁琐和所需时间较长等缺点。

针对细胞检测的分析方法有很多,常用的有分子生物学方法和仪器分析方法,仪器分析方法包括:荧光光度法^[8,9,10,11]、化学发光法^[12]、高效液相色谱法^[13]和电化学检测^[14]等。荧光光度法存在荧光试剂难于制备、存在毒性和量子效率低等缺点;化学发光法不是仅能单一检测细胞释放物质,更需要找到专一性强的荧光素;而高效液相色谱法样本提取过程繁琐,耗时费力;电化学检测法将生化敏感元件与电化学换能器结合,可实现细胞多种电信号测试,其所具备的高灵敏度、响应快、专一性强、易于自动化和微型化等优点,使其成为近年来细胞分析领域研发的热点。基于电化学传感检测的主要模式和方法包括:电流分析法、电位分析法和阻抗分析法等^[15,16,17],不同的电化学检测传感模式中,电极结构及电极表面敏感层均是实现高效细胞检测的重要因素。

据此,本文将介绍细胞电化学检测体系中常用和新发展的多种传感器,针对其所涉及的电极结构和特性予以讨论和综述,重点探讨Clark型传感器、微电极探针式传感器、芯片集成微电极式传感器以及基于新型基底材料的电化学传感器在细胞检测领域的发展和应用。

2 传统的Clark型电化学传感器

早期用于细胞检测的传统电化学生物传感器多为电流型传感器,主要是Clark型电化学传感器。其原理是借助于溶液中的溶解氧在酶和检测电极之间存在电子的传递,从而实现酶的再生。Clark型传感器有一层专门的透氧膜,能够排除其他小分子的影响。

Bazzu等^[18]采用自制的碳纳米纤维修饰后的碳糊电极作为工作电极,结合Ag/AgCl参比电极和铂丝对电极,构建含有三电极的电化学检测体系,制备得到Clark型传感器,用于对小鼠脑组织中的溶解氧进行检测,检测的电流信号与溶解氧浓度具有良好的线性关系。传感器校准示意图如图1A所示,当小鼠纹状体暴露在N₂之中,溶解氧信号会短暂持续降低到-(5.8±1.0) nA,尽管溶解氧信号会瞬时变化,但是得到稳定的数据需要等待10 min以上。

传统Clark型电化学传感器因为含有外置电解液,存在很多限制,如校准、寿命和尺寸问题等。因此,研究者们在传统的基础上进行了一定的改进和更新。Wang等^[19]以Nafion膜作为透氧膜,结合MEMS加工技术,研制了一种全固态微型溶解氧传感器,其抛弃了传统的Clark溶解氧传感器的内置电解液,利用旋涂工艺将固态质子导电材料覆盖在平面膜电极的表面,电极响应迅速,使用次数能够达到180次以上,检测灵敏度为(4.7±1.8) nA/(% 氧气压),传感器示意图如图1B所示。

为了解决传统Clark型电化学传感器存在校准问题,有研究者提出一种能够进行自校准的平面式叉指电极设计^[20],能同时增强传感电极对溶解氧的检测灵敏度。该传感器包含一对激励电极,施加电压信号时可电解水分子生成氧气,为检测电极提供标定时所需要的新增溶解氧,实现自校准。这既解决了传统Clark电极使用前需要外部校准的问题,同时也缩小了电极的尺寸,使检测电极集成在24 mm×34 mm的芯片上。

由上可见,针对应用测试需求,Clark型溶解氧传感器的电极逐步向微电极和多功能电极发展,结合不断发展进步的MEMS技术,有望使这类传感器逐渐向集成化、微型化和固态化发展。

3 微电极探针式传感器

微电极探针式传感器是一种基底为硅基材料的具有指针形状的微电极传感器,使用时能够穿透皮肤,直接与细胞外液接触,形成良好的电极-电解质溶液界面,具有界面阻抗降低和电阻小等特点。

Lim等^[21]研发了一种基于MEMS微加工技术制造而成的探针式微电极传感器,其检测探头宽为20 μm,能够插到生物组织样本内对溶解氧进行实时监测,检测限为0~9 mg/L,检测时间为15 s。蔡新霞等^[22]采用MEMS技术制备了一种16通道植入式微电极阵列(Multi-electrode array,MEA),MEA探针通过标准光刻及薄膜工艺在SOI硅片上批量制备,MEA厚30 μm,前端可植入部分长6 mm,为双针型,每根针上有7个直径为20 μm的圆形电生理信号记录位点和1个40 μm×20 μm长方形多巴胺电化学信号检测位点,每四个位点呈十字端点排列,相邻位点间圆心至圆心距离为40 μm,两个十字间距4 mm。在MEA表面修饰了铂黑-还原氧化石墨烯-Nafion膜(Pt/RGO/Nafion)纳米材料,用于同步检测麻醉大鼠脑内纹状体神经元在丘脑底核电刺激后多巴胺(DA)含量和神经元电位尖峰值(Spike)变化。电刺激20 s后,DA含量开始升高,最高达1.72 μmol/L,较高浓度状态保持约50 s后回落至正常水平。

Cai等^[23]还设计了相同类型的四探针型MEA型微电极传感器,单个探针前端可植入部分长6 mm,厚度为30 μm,两个探针的中心间距为200 μm,每根针的顶端上有4个直径为10 μm的圆形电生理信号记录位点。通过在微电极位点上修饰铂黑、谷氨酸氧化酶和1,3-苯二胺等材料,将微电极阵列从大脑皮层植入到小鼠海马区,通过外界刺激确定小鼠海马体的电生理学信号中的尖峰检测阈值,同时利用计时电流法检测谷氨酸浓度,发现海马区的谷氨酸浓度比大脑皮层高约50 μM,同时大脑皮层的动作电位在(6.32 ± 4.35) spike/s,而海马体的动作电位则在(0.09 ± 0.06) spike/s。

Rivera等^[24]设计了一种新型的阵列式传感微电极。此微电极阵列能够检测到靠近细胞表面的五个位置的局部浓度,通过绘制随时间变化的浓度剖面图,进而推测出细胞的表面浓度及吸收速率。实验对正常人的星型胶质细胞和多形性胶质母细胞瘤释放的过氧化氢进行了定量研究,为细胞的动力学研究提供了检测参数。

Xu等^[25]建立了一个包括可植入式微电极传感器、双功能检测插头和低噪声检测仪的集成系统,实现了对非人类灵长类动物的神经元电位尖峰与多巴胺含量的同步检测,微电极能够检测到0.1 μM的多巴胺,响应电流为pA级。该系统测试的电生理信号与电化学信号互不干扰,系统能够应用于帕金森和其他相关神经系统疾病的研究。

虽然微电极探针式传感器能够实现活体细胞的在线监测,但探针式微电极需要插入到组织内部进行刺激测试,可能会对细胞和组织等产生损害;同时,植入组织内部的难度较大,需要专人进行专业的操作。

4 芯片集成微电极式电化学传感器

芯片集成微电极式电化学传感器所采用的电极多为金属电极,如金电极、银电极和铜电极等,电极结构多为长方形的微电极阵列结构,多用于细胞的体外检测,测试时不会对人体内的组织细胞造成破坏,可操作性强,检测简便。

Yamagishi等^[2]等研制的由阴极(Ag/AgCl)和阳极(Pt)构成的Clark型氧电极芯片型传感器,用于检测中性细胞的杀菌活性,通过对E. coli的耗氧检测,发现E. coli的浓度范围为1×10⁸cell/mL~1×10⁹ cell/mL时,电流下降与E. coli浓度具有线性关系,由5 nA变化至35 nA。在此芯片传感器上通入共同孵育1 h后的中性粒细胞和大肠杆菌混合溶液,180 s后,检测电流值会变化至445 nA左右。芯片传感器能够成功检测出大肠杆菌的耗氧情况,也可以检测到中性细胞的杀菌特性,但是检测限较高。Richa等^[26]针对植物细胞中β-葡萄糖醛酸糖苷酶(GUS)的检测,设计了一种集成三电极的芯片型传感器,包含Au工作电极、Au对电极和Ag/AgCl参比电极。通过在工作电极表面修饰对硝基苯基-β-D-吡喃半乳糖苷(PNPG),电化学芯片传感器能够通过计时电流法直接感应到植物细胞产生的GUS,响应参数为μA级。宋轶琳等^[7]采用微电子机械系统(MEMS)制备出用于检测神经递质的微电极阵列,微电极阵列是通过溅射Ti/Pt(厚度30 nm/250 nm)复合金属薄膜,利用有机溶剂去掉光刻胶及其表面多余金属,留下直径30 μm、间距100 μm的呈阵列形式排布的圆形金属薄膜微电极,采用电化学沉积法在微电极阵列表面修饰纳米铂黑材料,测试结果显示信噪比是未修饰的2.5倍,实验能够分辨出幅度约10 μV的微弱电生理信号。Yu等^[27]利用一步沉积法制备了具有6个三电极结构的阵列微电极,电极如图2所示,在工作电极表面修饰了石墨烯纳米片掺杂聚吡咯纳米复合材料,用于增强微电极对细胞外环境中过氧化氢的快速、直接、灵敏检测,在过氧化氢浓度为1~10 mM时,能够得到良好的线性曲线,检测电流为0.3~3 μA,此微电极能够对过氧化氢进行特异性识别,且重现性较好。Li等^[28]设计制备了一种集成四组微电极阵列的集成微流控芯片传感器,每一组包含一个工作电极(铂黑电极),一个对电极(铂电极),以及一个参比电极(Ag/AgCl电极),其将细胞培养室与电化学检测室相分离,通过计时电流法成功检测到巨噬细胞在Ca²⁺载体(A23187)刺激条件下产生的四种活性氧分子,活性氧分子是根据氧化还原电位的不同来进行区分的。传感芯片能够测试到ONOO^-这种寿命较短的活性氧分子,测试得到的响应电流值为nA级。Flamm等^[29]研制的集成的超氧离子检测电化学芯片式传感器(包含Ag/AgCl参比电极、Au对电极以及5个Au工作电极),利用佛波酯直接刺激T-47D人乳腺癌细胞,通过安培监测,成功测试到细胞受到刺激后超氧化物的瞬时变化,测试结果发现加入超氧化物歧化酶后,电流密度由25 nA·cm^-2降低至15 nA·cm^-2。Wu等^[1]设计了带有通道的PDMS盖片和含有四个阵列的工作电极,制备出能够检测单个牛胚胎细胞耗氧量的阵列型安培检测传感器,利用微量注射泵等装置,使单个胚胎细胞以10 μL/min的流速在通道内流动,随后进行电流检测以确定胚胎细胞的耗氧能力。利用循环伏安法检测发现在-0.7~-0.5 V范围内有还原反应发生,电流值约为-0.65 nA,以-0.6 V作为监测细胞耗氧的电位,在胚胎细胞生长6天后,检测发现细胞的耗氧浓度约为210 μM。研究显示,在微芯片上可集成传输、固定和检测单个胚胎细胞的多项功能,但是检测的电流值较低,且四个工作电极得到的数据并不一致,仍有很大的改进空间。Liu等^[6]制作的集成Au-Pt-Ag三电极的电化学芯片传感器,基片板材为PMMA,尺寸为20 mm×75 mm,芯片共12个检测单元,每个检测单元包括一个三电极体系,其由一个直径为2 mm金工作电极、尺寸分别为1.5 mm×1 mm的铂对电极和银参比电极组成。利用此芯片分别对40和100 μM浓度的多巴胺各检测了12次,分析所获得的峰值电流,测试的相对标准偏差分别为2.95%和1.74%,表明该芯片具有较好的重复性。在5~80 μM,检测到多巴胺的峰值电流和多巴胺浓度有较好的线性度,其相关系数为0.99。他们^[30]还设计制作了PDMS-玻璃-电极复合式芯片式传感器,在PDMS盖片上集成了用作细胞培养室的主通道和用于培养基输送的两条侧通道,在玻璃底片上集成了用于多巴胺检测的微电极。细胞培养室由两排微柱阵列围成,玻璃底片上设计了三组相同的Au-Au-Au三电极结构,用此芯片对多巴胺的检出限为3.92 μmol/L,线性检测范围为10~500 μmol/L,三组电极检测的重复精度优于4%。

芯片集成微电极式传感器目前已经应用于细胞检测,从单一检测电极向集成阵列式电极发展,研究显示,如何改进芯片集成微电极式电化学传感器上微电极材料、结构和功能的设计,如何充分利用微流控芯片微管道中便于模拟细胞生长条件和环境的优势,在芯片上同步集成在线原位培养细胞,克服目前芯片检测限高、所需的样本浓度高等局限,提升检测灵敏度和稳定性,成为细胞高效分析测试平台研究和关注的重点和研发方向。

5 纸基电化学传感器

为了增加用于细胞检测的电化学传感器的生物相容性,同时也为了促进其在人体各指标实时监测中的应用,很多研究针对电化学传感器的基底材料进行研发和改进。其中纸基电化学传感器是2007年由Whitesides等^[31]首次提出,是微流控纸基分析设备(Microfluidic paper-based analytical devices,μPADs)的简称,是以纸代替传统的石英、玻璃和硅等材料,在纸的表面加工出具有一定结构的微流体通道的微型分析器件^[32]。其所用的纸基底来源丰富,可批量生产;试样消耗量低;生物兼容性好,可通过化学修饰改变纸的性质;检测背景低,纸张通常是白色,有利于纸芯片上开展比色分析;一次性便携式分析,操作简便^[32]。因此,纸基电化学传感器为临床诊断提供了一个广阔的平台,也逐渐地应用到了细胞检测之中^[32]。

Uliana等^[33]制备了一种一次性、低成本、可批量生产的含有微阵列电极的纸基传感芯片,用于检测α雌激素受体。传感芯片由八个工作电极、一个参比电极与一个对电极构成,电极材料均为碳材料,电极表面的修饰材料为辣根过氧化酶与α雌激素抗体结合的顺磁性纳米颗粒,修饰电极能够有效捕获检测样本溶液中的α雌激素受体,能够有效捕获检测MCF-7细胞中的ERα,捕获效率达到94.7%~108%,ERα检测限达到10 fg/mL。该传感芯片能够作为癌症诊断的低价格替代品,但是在应用过程中,修饰抗体的保存面临难题,有待进一步的改进和提升。

Wang等^[34]构建了一种将三维还原氧化石墨烯(3D-EGO)和金纳米粒子与两种适配体作为修饰材料,通过对纸基电极进行修饰,能够实现MCF-7细胞的捕获检测,并且随着电解液的流动能够使细胞内H₂O₂反应生成的·OH流动到比色检测区域进行显色反应的双模式细胞检测传感器,其能检测出50~10⁷个/mL的MCF-7的细胞样本,并能实现对MCF-7细胞的特异性识别。

Xia等^[35]综述了微流控纸芯片和装置的制备及其在生化、免疫学和分子检测等领域中的应用,以及纸基芯片传感器的检测方法,总结了传感器件的优点、缺点和未来发展趋势。总之,纸基电化学传感器因其廉价、高效、制作简单等优势引起了广泛关注,但是,应用中需要进行化学修饰等方式才能够增强其生物兼容性,因此还有很多地方需要深入研究和优化。

6 柔性基底电化学传感器

柔性基底电化学传感器是指采用柔性材料制成的电化学传感器。柔性材料是与刚性材料相对应的概念,其具有柔软、低模量和易变形等属性。近年来,柔性聚合物因其透明性、导热性和耐电化学性而在床旁检测POCT(Point of care testing)诊断中得到了广泛应用^[36]。柔性聚合物包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)、水凝胶和聚苯乙烯(PS)。柔性基底传感器具有透明、延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带和可穿戴等优势,在智能化检测中有很大的发展前景。

Lee等^[37]设计了一种由PDMS封装具有植入能力的能够检测生化信号的柔性基底电化学传感器,其能够牢固地附着在生物体上,且不会带来刺激、过敏反应和炎症等不良反应。利用专门设计的微电极,使用心电描记法ECG(Electro cardiography)检测生理信号,随着电极面积的增大,心电信号更加清晰。在小鼠实验中能够保持4周的稳定记录,且不会有漏电等不良状况发生。

Liao等^[38]制备了一种以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基底材料,表面喷射Pt和PEDOT:PSS导电聚合物的一种新的有机电化学晶体管传感器,通过对Pt电极表面进行石墨烯、Nafion膜与聚苯胺的修饰,使其对过氧化氢具有选择性识别,通过对葡萄糖和尿酸检测发现,检测限分别为30 nM和10 nM,具有良好的重现性与稳定性。

目前,有机薄膜晶体管(OTFT,Organic thin-film transistors)也越来越受到研究者的关注,有机薄膜晶体管可弯可软,能够作为柔性基底材料构建电化学传感器。Lin等^[39]综述了有机薄膜晶体管(OTFT,Organic thin-film transistors)柔性材料在电化学传感器中的应用,包括:pH、离子、葡萄糖、DNA、酶、抗原抗体、细胞传感器和多巴胺神经元传感器等,展示了柔性基底材料的应用价值。

柔性基底材料可以实现薄而有弹性的结构设计,允许传感器集成在可穿戴设备或纺织品实现接触人体,不受人体自身运动影响实现对生物的体液和生理参数的监测^[40]。因此,这类传感器在细胞检测及人体各指标实时监测方面显示出良好的潜在应用前景。

7 结论

细胞的活性物质检测在医学、生物学、化学等领域均有重要的意义,如细胞代谢过程中,随着体内溶解氧的消耗而产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)以及细胞内产生的多巴胺、谷氨酸等神经递质等的检测均是人们的关注热点。近年来,电化学传感分析及微流控芯片分析技术成为细胞高效检测的优势平台,其可能会朝着柔性基底材料、集成化、阵列化和在线实时监测等方向发展。但是,如何设计结构合理、效能更高的检测电极,如何将MEMS微加工技术与微电极制备有机结合,如何选择合适的敏感膜修饰材料,如何提升传感器和传感芯片的生物相容性,如何使细胞检测的传感器和传感芯片向小体积、可植入式、可穿戴式发展,都是亟待深入研究的问题。相关研究的进展,可望实现特殊场景和个体环境中的高效检测,在临床检验、精准医疗、运动健康监测和老年健康服务等诸多领域显示出巨大的应用前景。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

[1]	Wu C C, Saito T, Yasukawa T, Shiku H, Hiroyoshi H, Matsue T . Sensors and Actuators B Chemical, 2007. 125(2):680.

[2]	Yamagishi A, Tanabe K, Yokokawa M, Morimoto Y, Kinoshita M, Suzuki H . Analytica Chimica Acta, 2017,985:1.

[3]	Li W T, Wu H, Gao C, Yang D, Yang D P, Shen J G . Frontiers in Physiology, 2018,9:864.

[4]	Zhu Q, Gao F, Gao F, Huang J, Pan Y, Wang Q . Materials Science & Engineering C Materials for Biological Applications, 2017,72:692.

[5]	Pang X, Bian H, Su M, Ren Y, Qi J, Ma H, Wu D Hu L, Du B, Wei Q . Analytical Chemistry, 2017,89(15):7950.

[6]	Liu J, Qin J, Li J, Li D Y, Xu Z, Zhang X W, Du L Q, Liu C . Electrochemistry Communications, 2013,31(31):20.

[7]	宋轶琳(Song Y L), 林楠森(Lin N S), 姜红(Jiang H), 刘春秀(Liu C X), 邢国刚(Xing G G), 蔡新霞(Cai X X) . 东南大学学报(医学版)( Journal of Southeastern University, Medical Version), 2011,30(1):29.

[8]	Cao J, An W, Reeves A, Lippert A R . Chemical Science, 2018,9(9):2552.

[9]	Zhang K Y, Yu Q, Wei H, Liu S, Zhao Q, Huang W . Chemical Reviews, 2018,118(4):1770.

[10]	Li J, Yim D, Jang W D, Yoon J Y . Chemical Society Reviews, 2016,46(9):2437.

[11]	Kolanowski J L, Liu F, New E J . Chemical Society Reviews, 2018,47(1):195.

[12]	Li M, Gao H, Wang X, Qi Y F, Zhang H L, Cheng X . Microchimica Acta, 2017,184(2):603.

[13]	Kim T H, Choi J, Kim H G, Kim H R . Journal of Analytical Methods in Chemistry, 2014,2014:1.

[14]	Liu H, Weng L, Yang C . Microchimica Acta, 2017,184(5):1.

[15]	Chang B Y, Park S M . Annual Review of Analytical Chemistry, 2010,3(1):207.

[16]	Luo X L, Davis J J . Chemical Society Reviews, 2013,42:5944.

[17]	Barsan M M, Ghica M E, Brett C M A . Analytica Chimica Acta, 2015,881:1.

[18]	Bazzu G, Puggioni G M, Dedola S, Calia G, Rocchitta G, Migheli R, Desole M S, Lowry J P, Serra P A . Analytical Chemistry, 2009,81(6):2235.

[19]	Wang P, Liu Y, Abruña H D, Sepctor J A, Olbricht W L . Sensors & Actuators B Chemical, 2011,153(1):145.

[20]	Eminaga Y, Brischwein M, Wiest J, Clauss J, Becker S, Wolf B . Sensors & Actuators B Chemical, 2013,177(177):785.

[21]	Lim T S, Lee J H, Papautsky I . Sensors & Actuators B Chemical, 2009,141(1):50.

[22]	杨丽丽(Yang L L), 宋轶琳(Song Y L), 徐声伟(Xu S W), 张禹(Zhang Y), 肖桂花(Xiao G H), 张松(Zhang S), 高飞(Gao F), 李子岳(Li Z Y), 蔡新霞(Cai X X) . 分析化学( Chinese Journal of Analytical Chemistry), 2017,( 07):1088.

[23]	Fan X, Song Y l, Ma Y, Zhang S, Xiao G h, Yang L L, Xu H, Zhang D, Cai X X . Sensors, 2017,17(1):61.

[24]	Rivera J F, Sridharan S V, James N, Miloro S A, Alam M A, Rickus J L, Janes D B . The Analyst, 2018,143:4954.

[25]	Xu S W, Zhang Y, Zhang S, Xiao G H, Wang M X, Song Y L, Gao F, Li Z Y, Zhuang P, Chan P, Tao G X, Yue F, Cai X X . Journal of Neuroscience Methods, 2018,304:83.

[26]	Richa P, Orian T S, Silvia S, Avni A, Shancham Y . Biosensors and Bioelectronics, 2018,117:493.

[27]	Yu Y, Chen J, Zhou J . Nanotechnology. IEEE, 2013,1067.

[28]	Li Y, Catherine S, Frederic L, Guille M, Amatore C, Thouin L . Analytical Chemistry, 2018,90(15):9386.

[29]	Flamm H, Kieninger J, Weltin A, Urban G A . Biosensors & Bioelectronics, 2015,65(65C):354.

[30]	刘军山(Liu J S), 肖庆龙(Xiao Q L), 葛丹(Ge D), 张洋洋(Zhang Y Y), 张文珠(Zhang W Z), 徐征(Xu Z), 刘冲(Liu C), 王立鼎(Wang L D) . 分析化学( Chinese Journal of Analytical Chemistry), 2015,( 7):977.

[31]	Martinez A W, Phillips S T, Butte M J, Whitesides G M . Angew. Chem. Int. Ed., 2007,46, 1318.

[32]	蒋艳(Jiang Y), 马翠翠(Ma C C), 胡贤巧(Hu X Q), 何巧红(He Q H) . 化学进展( Progress in Chemistry), 2014,26(1):167.

[33]	Uliana C V, Peverari C R, Afonso A S, Cominetti M R, Faria R C . Biosensors & Bioelectronics, 2017,99(4):156.

[34]	Wang H, Zhou C X, Sun X L, Jian Y N, Kong Q K, Cui K, Ge S G, Yu J H . Biosensors and Bioelectronics, 2018,117:651.

[35]	Xia Y, Si J, Li Z . Biosensors & Bioelectronics, 2016,77:774.

[36]	Wang S, Chinnasamy T, Lifson M A, Inci F, Demirci U . Trends in Biotechnology, 2016,34(11):909.

[37]	Lee S M, Hang J B, Kim B H, Lee J Y, Jeong J Y, Lee J H, Moon J H, Park C, Choi H, Lee S H, Lee K H . Biochip Journal, 2017,11(2):1.

[38]	Liao C, Mak C, Zhang M, Chan H L, Yan F . Advanced Materials, 2015,27(4):676.

[39]	Lin P, Yan F . Advanced Materials, 2012,24(1):34.

[40]	Pang C, Lee G Y, Kim T I, Kim S M, Kim H N, Ahn S H, Suh K Y . Nature Materials, 2012,11(9):795.

[1]	Wu C C, Saito T, Yasukawa T, Shiku H, Hiroyoshi H, Matsue T . Sensors and Actuators B Chemical, 2007. 125(2):680.
[2]	Yamagishi A, Tanabe K, Yokokawa M, Morimoto Y, Kinoshita M, Suzuki H . Analytica Chimica Acta, 2017,985:1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28864179
[3]	Li W T, Wu H, Gao C, Yang D, Yang D P, Shen J G . Frontiers in Physiology, 2018,9:864. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30079025
[4]	Zhu Q, Gao F, Gao F, Huang J, Pan Y, Wang Q . Materials Science & Engineering C Materials for Biological Applications, 2017,72:692. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28024640
[5]	Pang X, Bian H, Su M, Ren Y, Qi J, Ma H, Wu D Hu L, Du B, Wei Q . Analytical Chemistry, 2017,89(15):7950. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28677958
[6]	Liu J, Qin J, Li J, Li D Y, Xu Z, Zhang X W, Du L Q, Liu C . Electrochemistry Communications, 2013,31(31):20.
[7]	宋轶琳(Song Y L), 林楠森(Lin N S), 姜红(Jiang H), 刘春秀(Liu C X), 邢国刚(Xing G G), 蔡新霞(Cai X X) . 东南大学学报(医学版)( Journal of Southeastern University, Medical Version), 2011,30(1):29.
[8]	Cao J, An W, Reeves A, Lippert A R . Chemical Science, 2018,9(9):2552. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29732134
[9]	Zhang K Y, Yu Q, Wei H, Liu S, Zhao Q, Huang W . Chemical Reviews, 2018,118(4):1770. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29393632
[10]	Li J, Yim D, Jang W D, Yoon J Y . Chemical Society Reviews, 2016,46(9):2437. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27711665
[11]	Kolanowski J L, Liu F, New E J . Chemical Society Reviews, 2018,47(1):195. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29119192
[12]	Li M, Gao H, Wang X, Qi Y F, Zhang H L, Cheng X . Microchimica Acta, 2017,184(2):603.
[13]	Kim T H, Choi J, Kim H G, Kim H R . Journal of Analytical Methods in Chemistry, 2014,2014:1.
[14]	Liu H, Weng L, Yang C . Microchimica Acta, 2017,184(5):1.
[15]	Chang B Y, Park S M . Annual Review of Analytical Chemistry, 2010,3(1):207.
[16]	Luo X L, Davis J J . Chemical Society Reviews, 2013,42:5944. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23615920
[17]	Barsan M M, Ghica M E, Brett C M A . Analytica Chimica Acta, 2015,881:1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26041516
[18]	Bazzu G, Puggioni G M, Dedola S, Calia G, Rocchitta G, Migheli R, Desole M S, Lowry J P, Serra P A . Analytical Chemistry, 2009,81(6):2235. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19222224
[19]	Wang P, Liu Y, Abru?a H D, Sepctor J A, Olbricht W L . Sensors & Actuators B Chemical, 2011,153(1):145.
[20]	Eminaga Y, Brischwein M, Wiest J, Clauss J, Becker S, Wolf B . Sensors & Actuators B Chemical, 2013,177(177):785.
[21]	Lim T S, Lee J H, Papautsky I . Sensors & Actuators B Chemical, 2009,141(1):50.
[22]	杨丽丽(Yang L L), 宋轶琳(Song Y L), 徐声伟(Xu S W), 张禹(Zhang Y), 肖桂花(Xiao G H), 张松(Zhang S), 高飞(Gao F), 李子岳(Li Z Y), 蔡新霞(Cai X X) . 分析化学( Chinese Journal of Analytical Chemistry), 2017,( 07):1088.
[23]	Fan X, Song Y l, Ma Y, Zhang S, Xiao G h, Yang L L, Xu H, Zhang D, Cai X X . Sensors, 2017,17(1):61.
[24]	Rivera J F, Sridharan S V, James N, Miloro S A, Alam M A, Rickus J L, Janes D B . The Analyst, 2018,143:4954. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30225487
[25]	Xu S W, Zhang Y, Zhang S, Xiao G H, Wang M X, Song Y L, Gao F, Li Z Y, Zhuang P, Chan P, Tao G X, Yue F, Cai X X . Journal of Neuroscience Methods, 2018,304:83. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29698630
[26]	Richa P, Orian T S, Silvia S, Avni A, Shancham Y . Biosensors and Bioelectronics, 2018,117:493. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29982119
[27]	Yu Y, Chen J, Zhou J . Nanotechnology. IEEE, 2013,1067.
[28]	Li Y, Catherine S, Frederic L, Guille M, Amatore C, Thouin L . Analytical Chemistry, 2018,90(15):9386. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29979582
[29]	Flamm H, Kieninger J, Weltin A, Urban G A . Biosensors & Bioelectronics, 2015,65(65C):354.
[30]	刘军山(Liu J S), 肖庆龙(Xiao Q L), 葛丹(Ge D), 张洋洋(Zhang Y Y), 张文珠(Zhang W Z), 徐征(Xu Z), 刘冲(Liu C), 王立鼎(Wang L D) . 分析化学( Chinese Journal of Analytical Chemistry), 2015,( 7):977.
[31]	Martinez A W, Phillips S T, Butte M J, Whitesides G M . Angew. Chem. Int. Ed., 2007,46, 1318. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17211899
[32]	蒋艳(Jiang Y), 马翠翠(Ma C C), 胡贤巧(Hu X Q), 何巧红(He Q H) . 化学进展( Progress in Chemistry), 2014,26(1):167.
[33]	Uliana C V, Peverari C R, Afonso A S, Cominetti M R, Faria R C . Biosensors & Bioelectronics, 2017,99(4):156.
[34]	Wang H, Zhou C X, Sun X L, Jian Y N, Kong Q K, Cui K, Ge S G, Yu J H . Biosensors and Bioelectronics, 2018,117:651. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30005386
[35]	Xia Y, Si J, Li Z . Biosensors & Bioelectronics, 2016,77:774. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26513284
[36]	Wang S, Chinnasamy T, Lifson M A, Inci F, Demirci U . Trends in Biotechnology, 2016,34(11):909. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27344425
[37]	Lee S M, Hang J B, Kim B H, Lee J Y, Jeong J Y, Lee J H, Moon J H, Park C, Choi H, Lee S H, Lee K H . Biochip Journal, 2017,11(2):1.
[38]	Liao C, Mak C, Zhang M, Chan H L, Yan F . Advanced Materials, 2015,27(4):676. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25469658
[39]	Lin P, Yan F . Advanced Materials, 2012,24(1):34. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22102447
[40]	Pang C, Lee G Y, Kim T I, Kim S M, Kim H N, Ahn S H, Suh K Y . Nature Materials, 2012,11(9):795. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22842511