多通道生物传感器集成控制板用于心肌肌钙蛋白-I标准加入伏安信号分析的创新研究

本研究开发了一种集成六工作电极的多通道电化学免疫传感器，通过标准加入校准协议实现心肌肌钙蛋白I(cTnI)的高精度检测（RSD%=2.64%）。该传感器采用多壁碳纳米管/羧基化聚苯胺/金纳米颗粒复合电极，结合自制PCB控制器，在45分钟内完成检测（线性范围0.05-0.5 ng/mL，检测限0.02 ng/mL），为急性心肌梗死(AMI)的床旁诊断提供了新方案。

　　

Highlight
这项研究亮点在于开发了具有六个工作电极的创新多通道设计，通过同步分析实现高效标准加入校准，解决了传统单电极传感器背景校正的难题。

Results and discussion
通常，电化学测量易受背景信号波动影响导致结果不可靠。为准确检测血清中的肌钙蛋白，我们设计了六工作电极的多通道免疫传感器。该电极采用多壁碳纳米管(MWCNTs)基底，修饰聚苯胺导电聚合物和金纳米粒子(AuNPs)，显著提升了电子转移效率。通过优化免疫分析条件，在预活化传感器上使用低浓度cTnI抗体，实现了45分钟内快速检测。采用差分脉冲伏安法(DPV)在两种不同时间点测量六电极电流信号，建立了高重现性(RSD%=2.64%)的标准加入校准曲线，动态范围为0.05-0.5 ng/mL，检测限达0.02 ng/mL。与化学发光免疫分析法对比显示，该传感器对加标和留存血清样本的检测结果可靠。

Conclusion
本研究成功开发了检测cTnI的多通道电化学免疫传感器，在PBS缓冲溶液中精度达RSD=0.27%。六工作电极设计支持多抗原溶液同步分析，通过标准加入校准实现精确背景校正。电极间变异研究表明其具有高重现性(RSD=2.64%)和10天长期稳定性。该免疫传感器操作简便，采用光刻胶蚀刻技术低成本制备，通过自制印刷电路板(PCB)控制器实现电极高效切换，为床旁诊断提供了可行且可靠的解决方案。