ElectroELISAProbe：一种低成本、微型化的细胞装置，用于现场电化学微量滴定板读数

《Sensors and Actuators B: Chemical》：ElectroELISAProbe: Low-cost and miniaturized cell for on-site electrochemical microtiter plate readout

便携式电化学ELISA探针开发及其在 decentralized diagnostics中的应用。该装置采用超低成本金属触点电极和简易电子学系统，兼容标准微孔板，实现高重现性（RSD<7%）检测，成功应用于EBV抗体和MMP9酶标检测，支持多路检测和现场应用，解决传统光学设备成本高、体积大等问题。

奥维耶多大学物理与分析化学系，西班牙奥维耶多33006

摘要

便携式生物检测设备的开发彻底改变了即时诊断方式，使得生物标志物、病原体和污染物的快速、分散式检测成为可能。尽管传统的检测方法（如ELISA）具有较高的灵敏度，但它们依赖于体积庞大且成本高昂的光学读数仪，这限制了其在资源有限环境中的应用。为了解决这些问题，我们开发了ElectroELISAProbe——一种专为微孔板检测设计的新型电化学读数系统。该平台便携、经济实惠且易于使用，采用大规模生产的超低成本金属针作为电极，并结合简单电子元件，实现了在多种检测中的稳定和灵活性能。ElectroELISAProbe由一个三电极单元组成，该单元安装在一个3D打印的支架中，专为与标准微孔板兼容而优化。该设备的电化学特性得到了验证，显示出优异的分析性能和较高的重复性（RSD < 7%）。通过检测加标血清中的Epstein-Barr病毒（EBV）抗VCA IgG以及唾液样本中的基质金属蛋白酶-9（MMP9），证明了其有效性，且回收率很高。结合便携式电位计和智能手机接口，该设备能够在现场使用而不会影响性能。此外，该探针的多功能性使其能够用于多重检测和适应其他需要电化学读数的生物分析任务。这些特点使得ElectroELISAProbe成为提升诊断可及性和效率的有力工具，有助于填补医疗保健、生物医学研究和环境分析领域的空白。

部分内容摘录

引言

在实验室资源有限的场合，便携式生物检测设备对于快速、现场检测生物标志物、病原体和污染物至关重要。这些系统能够在目标位置直接进行分析，无需复杂设备或专业人员，从而实现快速决策和早期干预。这在偏远地区或资源匮乏的地区尤为重要。

化学试剂

亚铁氰化钾、羧酸功能化的多壁碳纳米管（MWCNTs，产品编号755125）以及水中的氧化石墨烯（GO，产品编号777676）均购自Sigma Aldrich公司。碳膏（产品编号C10903P14）购自Gwent Group公司。N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和硫酸购自Merck公司。磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和异丙醇购自VWR公司。TMB

电化学探针的设计与表征

本文提出的电化学电池（图1A）由三个电极组成，这些电极插入到一个灵活的TPU电极支架中（图1B）。该支架可以方便地插入PLA杆中，从而将设备插入微孔板中进行电化学检测（图1B,C）。整个设备呈铅笔形状，便于单手握持和操作。图中还展示了设备的其他部件。

结论

ElectroELISAProbe作为一种创新的便携式电化学工具，已被证明是用于微孔板检测的分散式电化学检测的理想选择。该设备解决了传统光学免疫检测方法存在的问题，如高成本、体积庞大和易受光干扰等，同时保持了出色的分析性能。

未引用的参考文献

[37], [38], [39]

作者贡献声明

Maria Cerrato-Alvarez：撰写、审稿与编辑、方法学研究、数据分析。 Ana Fernández-Quesada：数据可视化、方法学研究、数据分析。 M. Teresa Fernández-Abedul：撰写、审稿与编辑、项目监督、资源协调、方法学研究、资金筹集、概念构思。 Estefanía Costa-Rama：撰写、审稿与编辑、项目监督、资源协调、项目管理、方法学研究、资金筹集、数据管理、概念构思。 Pablo Rioboó-Legaspi：

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了I + D + I项目PID2020-118376RA-I00和PID2023-148375OB-I00（由MCIN/AEI/10.13039/501100011033 FEDER和欧盟资助）以及阿斯图里亚斯自治区政府和欧盟FEDER计划（IDE/2024/000694，通过SEKUENS机构）的支持。P.R.L.获得了阿斯图里亚斯科学、技术和创新委员会“Severo Ochoa”基金（BP21-029）的资助，M.C.A.获得了西班牙大学部的支持。

Pablo Rioboó-Legaspi拥有奥维耶多大学的生物技术学士学位和格拉纳达大学的个性化医学硕士学位（均在西班牙）。未来几个月内，他将在奥维耶多大学物理与分析化学系完成博士学位。他的研究重点是开发主要用于临床生物标志物检测的电化学检测生物分析设备。