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...
快速、灵敏且选择性检测病毒对医学诊断、生物安全和环境安全至关重要。本文报道了点缺陷耦合W1光子晶体（PhC）波导生物传感器在无标记光学病毒检测中的应用。该传感器基于绝缘体上硅（SOI）衬底，采用电子束光刻和反应离子刻蚀制备，通过目标生物材料渗入光子晶体孔内引起环境折射率变化，导致谐振模式波长红移实现光学检测。有限差分时间域（FDTD...
近年来，光子晶体技术受到广泛关注。利用光子晶体结构构建高灵敏度传感元件在医学和环境应用中极具前景。光子晶体生物传感器不仅具有紧凑性和可靠性，还可通过低成本大规模制造获得优势。将微流控通道与光子晶体结构集成，可形成高度紧凑的器件。本文综述了不同类型的光子晶体传感器，包括一维光子晶体生物传感器、光子晶体平板生物传感器、光子晶体波导生物传...
癌症化疗药物对正常组织毒性大，因此替代医学受到关注。Amoora rohituka 被认为具有抗肿瘤和抗菌活性。本研究将 Amoora rohituka 与 Amoora chittagonga 茎皮分别用石油醚、二氯甲烷、甲醇或乙醇（EtoAC）分级，评价其对两种乳腺癌细胞（MCF-7、HTB-126）、三种胰腺癌细胞（Panc-...
传统细胞黏附实验通常采用手动工作站和荧光读出。本文报道了一种基于SRU BIND平台的无标记均相检测方法，用于筛选α4β7整合素介导的细胞黏附至其配体黏膜地址素细胞黏附分子（MadCAM）的抑制剂。该生物传感器为光学型，核心为亚波长聚合物光栅，并涂覆高折射率TiO2材料；细胞特异性黏附引起反射峰波长值（PWV）偏移。实验使用标准化合...
本文综述了光子晶体（PC）光学生物传感器在多种无标记细胞检测中的应用。PC由周期性介电结构组成，可反射特定波长；当细胞或生物分子吸附于传感器表面时，局部介电常数改变，使反射峰波长（PWV）发生位移，从而无需染料即可定量监测细胞附着、增殖、凋亡、细胞毒性、趋化、离子通道激活及膜蛋白激活等过程。与显微镜相比，该传感器可监测整合素—表面相...
为满足生物、医学或化学物质的快速现场分析需求，低成本生物传感器具有重要意义。本文提出一种基于表面功能化光子晶体板的无标记光学生物传感器平台：将待测物施加到光子晶体表面，并在两个交叉偏振片之间进行透射测量。这种暗场测量方式可有效抑制背景光，因为只有与功能化表面相互作用的光子晶体导模共振会发生显著偏振旋转，从而被交叉偏振系统选择性透过。...
DNA 微阵列捕获探针点样过程中的技术变异是获得高质量微阵列数据的重要障碍。现有荧光标记方法虽可在杂交前可视化点样阵列，但通常需要改变标准微阵列流程或引入标记/脱色步骤。本研究采用光子晶体（PC）生物传感器表面和高分辨率无标记成像检测仪器，在不改变标准点样与杂交流程的前提下，对点样寡核苷酸微阵列进行杂交前成像。通过监测 PC 光学共...
胰腺癌死亡率高且缺乏有效化疗药物，天然产物是抗肿瘤药物发现的重要来源。本研究对孟加拉传统药用植物库中44种植物的56种粗提取物进行抗胰腺癌活性筛选。首先采用无标记光子晶体（PC）生物传感器细胞贴附法检测提取物对Panc-1胰腺腺癌细胞的细胞毒性，通过反射光峰值波长（PWV）图像量化细胞存活变化；随后对筛选出的强毒性提取物采用MTT增...
医疗、食品与军事等领域对低成本、可靠生物传感器的需求持续增长，除提高灵敏度与检测限外，器件制备和系统集成同样重要。本文提出一种基于光子晶体（photonic crystal, PhC）的新型生物传感器概念，其可在单一频率下工作，区别于传统谐振式传感器。在特定频率范围内，光子晶体中的导模可与自由空间模式发生耦合，使辐射角谱呈现洛伦兹峰...
本研究结合实验检测与流体动力学有限元模拟，直接比较了四种无标记生物传感检测配置的性能极限：将光子晶体生物传感器集成于微孔板孔底或微流控通道中，并分别比较捕获配体全表面涂覆与局部点状固定两种情形。以肿瘤坏死因子-α（TNF-α）为模型分析物，采用固定化抗TNF-α捕获抗体进行蛋白-抗体结合检测。结果表明，微流控检测格式可显著缩短达到稳...
实时测量特异性生物分子相互作用对生物研究至关重要。虽然已发展多种无标记生物分子结合监测技术，但测量极小分子结合动力学、检测低浓度分析物或低亲和力相互作用仍具挑战。本研究报道了一种高灵敏度光子晶体生物传感器，用于无标记、实时生物分子结合分析。作者以标准链霉亲和素-生物素体系表征该传感器性能，优化了链霉亲和素在二氧化硅传感表面固定化的表...
小分子对蛋白-蛋白相互作用的抑制或增强具有重要价值，但高通量鉴定仍困难。现有方法包括ELISA、荧光偏振和SPR，但难以同时满足高通量与多事件检测。本文开发基于光子晶体（PC）生物传感器的高通量检测策略，仅需His6标签蛋白及其对应伴侣蛋白。PC表面由亚波长聚合物光栅涂覆TiO2构成，可共振反射单一波长，生物材料吸附会改变峰值波长值...
高通量筛选是药物发现中识别先导化合物的重要手段，但小分子库中相当比例的化合物具有聚集行为，常因非特异性结合靶蛋白而在多种筛选实验中产生假阳性。因此，高效识别并剔除筛选库中的聚集化合物可简化筛选流程。本文报道利用光子晶体（PC）光学生物传感器微孔板技术识别和定量小分子聚集。作者测试了一组已知聚集剂、非聚集剂及疑似聚集化合物，并将 PC...
本文报道了一种用于组合筛选的微流控多孔板的设计、制备与验证。该阵列中每个孔由两个200 pL隔室组成，每个隔室均集成光子晶体（PC）生物传感器，可在芯片上原位检测生物分子结合事件。芯片采用大量动作开启（Actuate-to-Open, AtO）阀门阵列隔离所有隔室，使芯片可与气动控制线断开，并在加样、传感和表征平台之间自由转移。At...