仪器仪表学报

作者：欧阳吉海，文玉梅，陈冬雨，左灿，李平

单位：欧阳吉海,上海交通大学自动化与感知学院上海200240,,文玉梅,1.上海交通大学自动化与感知学院上海200240； 2.上海交通大学海底科学与划界全国重点实验室上海200240,yumei.wen@sjtu.edu.cn,陈冬雨,上海交通大学自动化与感知学院上海200240,,左灿,上海交通大学自动化与感知学院上海200240,,李平,上海交通大学自动化与感知学院上海200240,

关键词：生物传感系统;磁场调控;石英晶体微天平;磁标记生物分子;多特性检测

基金：国家自然科学基金（62220106010）项目资助

对生物分子进行磁标记是生物分子技术中重要的操控手段，但是现有针对磁标记分子的检测系统存在检测对象单一，应用场景有限等问题。磁标记分子可以受磁场控制运动，采用厚度剪切石英振荡器作为传感器传感分子运动，分子的运动受分子本身或基载液特性影响，通过分析分子运动信号，就能检测影响运动的分子或基载液特性。据此，研发了磁声结合的磁标记生物分子多特性检测仪器系统，为磁标记分子多特性的检测应用提供充分的灵活性：系统使用直接数字合成信号发生器作为激励磁场和激励传感器振荡的信号源；通过直接数字合成信号发生器与计算机程序配合，系统可以自动调整传感器和磁场激励频率以获得最优信噪比传感信号；系统对传感器输出信号进行解调，采集其中分子运动信号进行信号处理和分析，提取多种信号特征以实现分子的多特性检测。测试结果表明，系统能够提取传感输出信号中调制的分子运动信号，激励频率寻优程序能够有效提高传感信号的信噪比，由此可实现浓度(ng/mL级)、流体动力学尺寸(nm级)等磁标记分子特性的检测。研发的仪器系统是一个开放性的生物分子检测平台，能够完成更多的磁标记分子特性检测和生化过程的监测，是一种全新的生物分子检测仪器技术。

来源：2025年第9期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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