精准性

直接检测基因或蛋白标志物，特异性强，结果可靠。

早期性

在症状出现前发现分子异常，实现疾病的超早期诊断。

个性化

揭示个体基因差异，为“量体裁衣”的个体化治疗提供依据。

感染性疾病

快速精准鉴定病原体，实时监测细菌耐药性。

肿瘤精准医疗

覆盖早期筛查、伴随诊断及微小残留病灶监测。

遗传病防控

开展无创产前检测(NIPT)，精准诊断各类遗传病。

药物基因组学

分析基因差异，指导临床个体化用药方案。

无标记检测核心逻辑

无需标记物，直接测量电极/电解质界面的阻抗变化，精准反映生物分子的特异性结合事件。

关键参数响应机制

•Rct (电子转移电阻): 分子结合阻碍电子转移，导致 Rct 显著增大。

•Cdl (双电层电容): 表面粗糙度变化，引起双电层电容数值改变。

可视化与定量分析

利用奈奎斯特图高频区半圆直径变化直观判断结果；通过 Randles 等效电路拟合，实现 Rct/Cdl 的定量计算。

数据可视化：奈奎斯特图 (Nyquist Plot)

图中高频区的半圆直径直接对应Rct (电子转移电阻)。直径显著增大是目标分子成功结合的直接证据。

图示：DPV 法检测目标物时的典型电流-电位响应曲线

差分脉冲伏安法 (DPV)

原理：在阶梯波上叠加脉冲并在脉冲前后记录电流，能有效扣除背景电容电流，具有极高的信噪比。

应用：检测标记有氧化还原活性分子（如亚甲基蓝 MB）的核酸或免疫探针。

安培法 (Amperometry)

原理：在恒定电位下，实时监测电流随时间的变化。常与酶催化反应联用，检测反应生成或消耗的电活性物质。

应用：便携式葡萄糖生物传感器、酶联免疫传感器等即时检测(POCT)场景。

生物识别元件

信号放大策略

金表面原位电聚合点样装置示意（SAMs构建过程示意）

自组装单分子层 (SAMs) 修饰

方法：金电极浸泡于含巯基探针与封端剂的混合液中，通过Au-S键形成致密单分子层。

优点：操作简单便捷，膜层稳定性好，生物特异性高。

共价偶联法 (Covalent Coupling)

方法：利用EDC/NHS等交联剂，使探针氨基与电极表面羧基反应，形成稳定的酰胺键。

优点：适用性广（多种电极），生物分子与基底结合牢固。

亲和固定法 (Affinity Immobilization)

方法：基于生物素-亲和素系统，先固定亲和素，再特异性捕获生物素标记的探针分子。   优点：固定效率极高，探针分子保持良好的生物活性与定向性。

传感器构建

将特异性抗体（或核酸适配体）作为生物识别元件，通过物理或化学方法稳定固定在电极表面，构建生物传感界面。

抗原特异性捕获

将待测样品滴加到已构建的传感器表面，在适宜的温度下孵育，使样品中的目标抗原与电极表面的抗体发生特异性免疫结合。

信号放大与检测

间接法：利用酶标二抗与底物反应，通过安培法检测电流信号。

无标记法：直接通过电化学阻抗谱(EIS)监测结合引起的阻抗变化。

定量数据分析

采集并处理检测到的电流或阻抗信号，根据信号强度与标准品浓度的对应关系，实现对样品中抗原浓度的精确定量。

心肌肌钙蛋白 I (cTnI)

心肌损伤标志物，实现超灵敏检测，可用于早期心梗诊断。

癌胚抗原 (CEA)

广谱肿瘤标志物，低检测限可辅助癌症的早期筛查与复发监测。

病原体 DNA 检测

对微量核酸片段的高捕获能力，可实现痕量病原体的快速鉴定。