本文是对先前论文《Comparison of Methods Study between a Photonic Crystal Biosensor and Certified ELISA to Measure Biomarkers of Iron Deficiency in Chronic Kidney Disease Patien...
本研究开发了一种基于新型微凝胶光子晶体（MPC）的简便生物传感器，用于抗体（Ab）蛋白的敏感检测。该MPC由单分散的抗体敏感聚（甲基丙烯酸甲酯-丙烯酰胺-戊二醛-半抗原）P(MMA-AM-GA-HP)微凝胶通过旋涂自组装法制备。形貌表征表明，P(MMA-AM-GA-HP)微凝胶呈圆形并具有较大比表面积，所形成的MPC具有高度有序的三...
局灶黏附是调节细胞黏附与迁移的关键膜结构，其簇尺寸与黏附强度和迁移速度密切相关。本文采用一种无标记动态长时程定量成像细胞-表面相互作用的方法——光子谐振器出射耦合显微镜（PROM）。在该方法中，膜相关蛋白聚集体将光子从光子晶体生物传感器的共振倏逝场中耦合出，导致反射光强高度局部降低。通过映射生物传感器表面共振反射峰强度的变化，作者展...
本研究评估了光子晶体（PC）生物传感器测定慢性肾脏病（CKD）患者铁缺乏贫血生物标志物铁蛋白（ferritin）和可溶性转铁蛋白受体（sTfR）的总分析误差，并与认证酶联免疫吸附测定（ELISA）进行比较。首先利用功能化氧化铁纳米颗粒（fAb-IONs）从CKD患者血清中提取目标抗原，经磁分离后，免疫复合物由固定在PC表面的互补抗体...
细胞粘附是迁移、凋亡、分化和分裂等关键细胞过程，细胞与基底膜等表面相互作用时，细胞材料会在质膜或细胞-表面界面重新分布。由于细胞快速移动、非均质且处于非平衡态，其物理和机械性质难以测量或预测，动态定量追踪粘附质量再分布具有挑战。本文报道一种基于生物传感器的显微方法——光子晶体增强显微（PCEM），可动态监测并定量成像单个活细胞质膜上...
本文提出并仿真演示了一种概念性‘光子晶体中实验室’生物传感器，用于增强疾病诊断。该器件由具有光子带隙的多模波导与两侧表面模式耦合构成，并封装在带微流控通道的玻璃载片中。其透射光谱包含多个共振峰，可随不同疾病标志物在左表面、右表面及中心波导位点的结合，产生独特的频率移动和峰透射率非单调变化。基于表面模式与波导模式之间的强/弱耦合切换，...
丝核菌属的土传病原菌 Fusarium virguliforme 引起大豆突然死亡综合征（SDS），可导致大豆严重减产并造成经济损失。已有研究表明，该病原菌产生的 FvTox1 毒素可能是叶部 SDS 的主要致病因子；在转基因大豆中表达抗 FvTox1 单链可变片段抗体可中和参与叶部 SDS 发展的 FvTox1 毒素。本文利用生物...
缺铁性贫血（IDA）对全球个人与社会均有危害。可溶性转铁蛋白受体（sTfR）是IDA的重要生物标志物。本研究在光子晶体（PC）生物传感器上建立了标准夹心法（SA）检测sTfR，但复杂基质易产生非特异信号。为此，作者将抗体功能化磁性氧化铁纳米颗粒（fAb-IONs）作为磁免疫探针，先与sTfR结合，再经磁分离去除干扰，并在PC传感器上...
本研究开发了一种基于二维光子晶体（PhC）结构色的糖聚合物固定化生物传感器，用于蛋白质检测。作者利用含琥珀酰亚胺的共聚物 poly(NAS-r-PEGMA-r-TMSMA) 和刀豆蛋白 A（ConA）作为中间层，将不同构象的甘露糖均聚物（ManHP）和甘露糖纳米凝胶颗粒（ManNP）固定化在纳米压印环烯烃聚合物 PhC 薄膜上。通过...
利用无标记光学生物传感器对蛋白-小分子结合相互作用进行高通量筛选具有挑战性，因为检测信号常与实验噪声量级相近。本文提出一种新型自参考外腔激光器（ECL）生物传感器方法，在消除热噪声的同时实现亚皮米波长精度下的高分辨率和高灵敏度。利用该自参考 ECL 生物传感器，我们演示了多种固定化蛋白靶标与小分子结合的检测，其结合亲和力或抑制常数覆...
我们展示了一种基于显微镜的新型生物传感方法，利用光子晶体（PC）表面检测蛋白质-蛋白质结合，并以功能化纳米颗粒作为标签。该成像方法通过测量单个纳米颗粒存在时 PC 生物传感器共振波长和共振反射强度的局部变化来实现检测。此外，通过调节纳米颗粒的局域表面等离子共振频率，使其与 PC 生物传感器共振相匹配，可显著提高成像方法的灵敏度。光子...
本文报道了一种基于亚波长光栅的光子晶体生物传感器，用于在单次测量中解耦表面生物分子结合事件与体相溶液折射率扰动。该传感器利用导模共振（GMR）效应，在单偏振光激励下激发两个光谱位置不同、电场空间分布不同的共振模式：第一共振（约619 nm）电场向体相溶液穿透较深，主要响应体相折射率变化；第二共振（约736 nm）电场更集中于表面，主...
凋亡细胞被活细胞识别是先天凋亡免疫（IAI）的核心环节，可引发抗炎和免疫抑制反应，但其初始特异性识别事件的分子机制仍不清楚。虽然免疫学结局易于定量，但直接评估识别本身较为困难。作者开发了一种基于光子晶体生物传感器的敏感实时方法，用于检测贴壁活应答细胞对非贴壁凋亡靶细胞的识别。该方法利用应答细胞与凋亡靶细胞发生特异性、剂量依赖性相互作...
本研究报道了一种基于光子晶体总内反射（PC-TIR）构型的无标记光学生物传感器，用于检测心肌梗死相关心脏生物标志物肌钙蛋白I（cTnI）。与传统由两个高反射面夹持腔层的封闭光学微腔不同，PC-TIR构型利用光子晶体结构及其镜像在临界角以上形成开放微腔，使腔层/传感层易于功能化并直接暴露于样品，便于实时生物检测。传感器表面经等离子处理...
本文报道了一种基于纳米结构光子晶体（PC）的无标记光学生物传感器，用于从生物相关样品中捕获并定量完整的人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）。该传感器由复制模压聚合物亚波长光栅和高折射率二氧化钛（TiO2）薄膜构成，在宽带光正入射下产生窄带共振反射。当生物分子或病毒吸附于传感表面时，界面介电环境改变，使反射峰波长值（PWV）发生移动；系...
铁缺乏贫血影响全球约三分之一人群。本文报道利用铁氧化物纳米颗粒（IONPs）与光子晶体（PC）光学生物传感器检测血清铁蛋白（ferritin）的免疫诊断平台。研究用人肝铁蛋白、血清质控品和三种ELISA评估PC传感器的变异、回收率、检出限（LOD）和基质效应。PC传感器采用无标记、二级抗体夹心及IONPs功能化二级抗体（FpAb）模...
纳米生物传感器具有极高的理论灵敏度，但实际检测限常不理想。其原因之一是纳米传感器的有效传感区比整个器件基底小多个数量级，而现有探针固定策略往往同时功能化传感区与非传感区，导致目标分子被非传感区消耗，降低传感区结合比例并恶化检测限。本文提出一种自下而上的拓扑选择性功能化方法，利用聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）水凝胶纳米颗粒作...
本文报道了一种基于光子晶体全内反射（PC-TIR）的无标记生物传感器，用于检测心脏生物标志物肌红蛋白（myoglobin）。该传感器具有独特的开放光学微腔结构，相比传统封闭微腔，便于传感表面功能化，适合快速生物分子结合检测。光子晶体结构可通过设计在任意光学波长工作。作者通过精细设计光子晶体结构、表面生化修饰并集成微流控系统，使传感器...
本文提出并理论研究了基于波导与纳米腔的紧凑型二维光子晶体生物传感器。当DNA分子或蛋白质等生物材料被捕获在光子晶体孔洞内时，会引起输出端谐振波长发生漂移。仿真得到品质因子约4000，灵敏度约1.63 nm/fg。作者还将该结构作为整体折射率传感器研究，灵敏度约为165.45 nm/RIU。进一步通过围绕腔体移动单个孔实现晶格位移，将...
本文通过模拟纳米复制光子晶体（PC）无标记生物传感器的反射光谱，考察结构参数对性能的影响。研究选取光栅周期、占空比、缩放光栅高度和TiO2层厚度作为设计因素，以峰值波长（PWV）、半峰全宽（FWHM）、体/表面灵敏度品质因数（FOM）及表面/体灵敏度比（S/B）为响应指标。参数分析表明，光栅周期对PWV起主导作用，且与其他缩放设计因...