复合非晶丝GMI生物传感器对cTnⅠ的灵敏检测

摘要

为了提升非晶丝的giant nagnetoimpedance（GMI）性能和灵敏度，本文采用磁控溅射技术制备碳纳米层包覆的Co基复合非晶丝，碳层厚度分别为67、203、334、467和601 nm,系统地研究复合丝的微观结构、磁性能以及不同碳层厚度对巨磁阻抗效应的影响。结果表明，当碳层厚度为334 nm时，复合非晶丝展现出最优的GMI性能，最大GMI比率达522%,相应灵敏度为33.8%Oe^-1。基于该高性能复合非晶丝构建GMI生物传感器敏感元件，结合图案化SiO₂薄膜构建的生物分子反应界面与聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane, PDMS）微流控芯片，通过三明治免疫反应实现对心肌肌钙蛋白Ⅰ（cardiac troponin Ⅰ, cTnⅠ）的超灵敏检测。实验结果显示，该传感器在0.001～500μg/L具有良好的线性响应，检测限低至0.001μg/L,且表现出优异的特异性、稳定性和抗干扰能力。该研究为基于非晶丝GMI效应的生物检测技术提供了重要支撑。

关键词

非晶丝 / 巨磁阻抗效应 / 生物传感器 / 心肌肌钙蛋白Ⅰ / 生物检测

基金资助

广西自然科学基金面上项目(2023JJA170157); 广西师范大学2025年国家自然科学基金联合培育项目(2025PY046); 2022年桂林市重点研发计划项目(20220113-5); 广西高校集成电路与微系统重点实验室开放基金(ICM-25-03); 2025年研究生课程思政项目《MEMS技术及应用》; 横向课题-NiCr薄膜压力传感器研发(RH2500002608)