近日，中国科学院烟台海岸带研究所的秦伟研究员、丁家旺研究员发表文章介绍了基于聚合物膜离子选择性电极（ISEs）的电位型生物传感分析领域近年来的研究进展，特别强调了非平衡动态电位测量技术，及其在生物传感分析领域的新趋势。

基于聚合物膜ISEs的电位型传感器具有体积小、响应时间快、检测限低、响应范围广和易于制造等优点。经典的电位分析法，主要应用于离子活度监测，电位响应遵循热力学平衡的能斯特方程。此外，由非平衡扩散过程产生的超能斯特响应可用于直接检测生物样品中的聚离子（如鱼精蛋白、肝素等）。通过引入生物识别分子，基于聚合物膜ISEs的电位型传感器的检测范围已经拓展到离子、小分子、生物大分子，乃至细胞等相关分析物。

非平衡响应模型的引入推动了非经典电位分析的发展。近年来，研究人员通过利用伏安法、脉冲伏安法等非平衡电化学方法，对聚合物膜界面的跨膜离子通量进行动态调控，并开发了计时电位法、薄层库仑法等新型分析技术。此外，作者团队提出了磁控电位传感分析新技术（Magneto-Potentiometry），实现了高亲水性生物识别分子（如多肽、核酸适配体等）的直接电位分析。

文章聚焦于电位型生物传感器的发展，重点介绍了使用聚合物膜 ISEs 的非平衡动态电位分析领域。系统介绍了利用亲水性生物受体作为识别分子的电位型传感器，以及用于电位法生物传感分析的非平衡测量技术。总结了零电流条件下和仪器控制下（利用电流/电位、光或磁场作为调控手段）的非平衡电位型传感器的原理和应用。此外，动态电位响应记录的丰富生物化学信息，可用于高效智能生物传感器的开发。最后，作者对在人工智能技术辅助下，多信息动态电位响应的高效数据分析，以及电位型生物传感器领域未来可能的研究趋势进行了评述和展望：虽然在开发适用于电位型生物传感器的高效智能算法方面仍存在挑战，但机器学习和深度学习技术有望促进该传感器在复杂样品中多种分析物的快速鉴定和定量方面的应用。