肿瘤突变负荷（TMB）是判断免疫检查点抑制剂免疫治疗适应证的关键生物标志物，但金标准全外显子测序成本高、技术复杂且耗时长。本研究探索超高频（UHF）电磁波传感能否作为评估 TMB 的替代方法。作者利用集成微流控与介电泳（DEP）电操控的芯片生物传感器，分析癌细胞在 UHF-DEP 下的交叉频率谱和电磁签名（EMS）。在 7 条 TM...
慢性消耗性疾病（CWD）是鹿科动物致死性传染性海绵状脑病，由致病朊病毒PrPSc引起。目前诊断依赖免疫组化（IHC）检测脑干终板或咽后淋巴结（RPLN）中PrPSc，或ELISA筛查后IHC确认。本研究评估CWD Ag-ELISA、TeSeE ELISA、RT-QuIC和MEMS生物传感器对30份CWD+及30份CWD-白尾鹿RPL...
鹿科动物可感染一种致死性神经退行性疾病——慢性消耗病（CWD），其病原体为错误折叠的朊病毒蛋白，可通过污染体液、组织或环境暴露传播。目前CWD诊断主要依赖ELISA筛查鹿咽后淋巴结，并以免疫组化（IHC）确认阳性结果，但现有方法存在灵敏度和特异性不足的问题。本文报道一种准确、快速、低成本的微流控MEMS生物传感装置，用于检测咽后淋巴...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）诊断能力不足导致治疗延误和疫情评估不准。现有方法包括实时逆转录PCR、实时逆转录环介导等温扩增和快速抗原检测；PCR灵敏度高但需实验室且耗时约6小时，快速抗原检测约15分钟但灵敏度低（通常至少3000 TCID50/ml）。本文开发了一种基于MEMS阻抗的微流控生物传感器，可在现场...
本研究开发了一种基于微线的电化学免疫传感器（MEI传感器），用于食品和环境样品中潜在有害细菌的快速检测与鉴定。该传感器以镀金钨微线为工作电极，依次涂覆聚乙烯亚胺（PEI）、单壁碳纳米管（SWCNT）悬浮液、链霉亲和素、生物素化抗体和牛血清白蛋白（BSA），并结合介电泳（DEP）实现细菌富集。优化后的双层SWCNT和5% BSA可增强...
在新冠疫情背景下，快速无标记病毒筛查和高灵敏分析工具至关重要。本研究开发了一种基于硅纳米带多通道场效应晶体管（SOI-FET）和介电泳（DEP）控制的生物传感器件，其表面功能化 SARS-CoV-2 刺突蛋白（S蛋白）单克隆抗体，用于检测和表征病毒及其蛋白组分。研究采用基于水疱性口炎病毒（VSV）和 HIV-1 的复制缺陷病毒样颗粒...
基于受体的生物传感器性能常受分析物扩散限制，导致检测时间过长，或因非特异性结合噪声而降低特异性与灵敏度。交流电动力学及其对生物传感的影响是近年研究热点，可通过电致热效应、电渗或介电泳（DEP）改善分析物传质。已有工作表明，借助这些技术提高传质，可将灵敏度提升并缩短检测时间达数量级。要在真实样品和实际基质中实现高灵敏度，避免非特异性结...
压电氧化锌（ZnO）基复合材料可作为柔性、紧凑的传感器，用于心血管外科植入式生物医学系统。本文研究通过改变ZnO填料的形状、浓度和连通性来提升压电复合材料性能的渐进路线。作者采用化学浴沉积（CBD）法在水相中均匀合成ZnO微棒（MRs），并通过形貌分析、拉曼散射和阴极发光光谱确认其高结晶质量、沿极c轴取向以及中心存在氢相关浅施主缺陷...
绝缘体上硅（SOI）纳米线/纳米带场效应晶体管（FET）生物传感器是实时、无标记、高灵敏检测多种生物颗粒的电子检测平台。在样品分析物浓度较低时，目标颗粒向传感元件的扩散输运是检测的主要限制之一。介电泳（DEP）操控生物颗粒是克服该限制的有效技术。本研究采用 TCAD 器件模拟，分析嵌入 DEP 电极的 SOI-FET 传感器中电场梯...
细胞外囊泡（EVs）因结构与组成类似来源细胞，已成为重要的循环生物标志物。本研究开发了一种基于频率依赖阻抗测量的无标记检测系统，利用EVs独特的介电性质对其进行表征。该系统由绝缘体基介电泳（iDEP）器件捕获并固定囊泡簇，随后用电学阻抗谱（EIS）在宽频率范围内测量其阻抗，以分析膜和胞质中电荷依赖成分。EIS首先用于检测不同生化组成...
电学阻抗生物传感器与微流控器件结合，可在单细胞尺度对基础生物学过程进行高通量分析。这类专用分析工具能够以高灵敏度评估药物有效性与毒性，并在单细胞水平表征生物功能。由于可测量参数取决于单细胞捕获方法，相关技术发展最终决定传感器效率与性能。识别单细胞捕获技术的最新趋势，可为新结构设计和与其他技术组合带来机会，从而推动更先进应用，提高对目...
本文研究了缓冲液在细菌悬液阻抗谱测量中的作用，提出Good's两性离子缓冲液可替代目前常用的PBS等标准电解质缓冲液。作者通过理论与实验比较经典缓冲液和两性离子缓冲液在不同浓度下的电导率，发现两性离子缓冲液在常用浓度下离子-离子相互作用显著更强，且两性离子分子尺寸较大，因而电导率明显降低，从而提高阻抗传感能力。以热诱导的伤寒沙门氏菌...
抗生素耐药病原菌的迅速增加已成为全球性威胁，除研发新药外，还需要快速、廉价、可规模化且准确的诊断方法。基于电化学、机械或质量换能的全菌无标记生物传感器已尝试满足这些需求，但选择性与灵敏度之间的权衡仍是关键挑战。面向临床即时诊断，需要高特异性探针、灵敏准确的换能器，并具备微型化、多路复用、易操作和低成本等特点。本文报道了石墨烯场效应晶...
本文报道了一种基于微流控的阻抗生物传感器的设计、制备与测试，用于快速同时检测三种沙门氏菌血清群。该微流控器件包含三条微通道，每条通道均设有聚焦区，利用正介电泳（p-DEP）力将沙门氏菌细胞聚焦至通道中心线并导向传感区，从而获得高浓度样品。细菌传感区由具有10对指条的叉指电极（IDE）阵列构成。三种沙门氏菌抗体（B、D、E型）分别与交...
癌症转移是癌症相关死亡的主要原因，外周血中循环肿瘤细胞（CTCs）的早期检测对癌症早期诊断、疗效评估和有效治疗具有重要意义。过去二十年间，微流控技术因高集成度、低样本量和良好生物相容性，已显示出从血液中分离和检测肿瘤细胞的巨大潜力。本文系统综述了基于不同物理原理的微流控肿瘤细胞检测技术。根据是否施加额外力场，将具体方法分为主动法和被...
本文报道一种用于现场检测革兰氏阴性菌的快速、低成本、高灵敏且高特异性电容式生物传感器。该传感器以叉指微电极为换能器，并在电极表面固定脂多糖（LPS）特异性适配体探针，利用 LPS 作为革兰氏阴性菌外膜的特征分子实现特异性识别。检测时，在电极上施加非均匀交流电场，诱导正介电泳（pDEP），将 LPS 颗粒或细菌吸引至电极表面，实现快速...
本研究提出一种基于微流控介电泳（DEP）芯片的体外登革病毒（DENV）快速检测概念验证平台，采用荧光免疫传感机制。芯片利用非均匀交流电场产生的介电泳力，将表面修饰小鼠抗黄病毒单克隆抗体（4G2）的硅胶微球捕获并固定在微通道内；经荧光标记的 DENV 作为检测目标，通过免疫反应结合到抗体修饰微球上。随后用荧光显微镜采集荧光图像，并借助...
溶血性贫血的严重程度被认为是镰状细胞病某些临床并发症发展的重要因素，但目前缺乏快速有效的诊断方法。将生物传感器与微流控集成的便携式检测平台有望用于新一代即时检测系统。本文报道了一种新型便携式微系统，由多功能介电泳操纵（MDM）装置和表面应力生物传感器组成，用于分离并检测红细胞（RBCs），以辅助诊断溶血性贫血。MDM 装置包含制备区...
有效操控纳米尺度生物分子可提高叉指微电极（IME）传感器的灵敏度与检出限。作者利用介电泳（DEP），尤其是负介电泳（nDEP），将生物分子困于电极之间的传感区域，以提高抗体与目标分子结合效率，从而增强免疫反应。为验证该概念，淀粉样蛋白β42（Aβ42）和前列腺特异性抗原（PSA）分别在5 V和0.05 V条件下因nDEP被聚集于传感...
本文报道了一种基于增强交流电动力学（ACEK）的电容生物传感器，用于快速检测和定量水环境中天然微生物细胞丰度。传统微生物计数方法常需荧光标记、较长孵育或专用仪器，而电容传感具有低成本、无标记优势，但其在环境样品中的适用性尚不充分。作者以硅基叉指微电极为换能器，利用 100 kHz 交流电场诱导微生物细胞介电泳富集至电极界面，通过阻抗...