本文报道了一种基于长程表面等离子体极化激元（LRSPP）波导的光学生物传感器，用于检测完整人红细胞表面的血型A抗原。传感器由嵌入CYTOP的直金波导和刻蚀流体通道构成，金波导通过16-巯基十六酸（16-MHA）自组装单分子层形成羧基表面，并经碳二亚胺化学偶联抗A免疫球蛋白G（anti-A IgG）。实验中依次将O、B、A和AB型红细...
本文报道了一种基于纳米结构多孔硅的无标记光学生物传感器，用于快速捕获和检测大肠杆菌K12（Escherichia coli K12）模式微生物。该传感器依靠目标细菌细胞直接结合到传感器表面，无需对样品进行裂解等预处理。介孔二氧化硅薄膜作为光学换能元件，在白光照射下，其反射谱呈现清晰的Fabry-Pérot干涉条纹；对反射谱进行快速傅...
即时检测（POCD）凝血检测可让患者在本地获得结果，但现有 POCD 设备价格昂贵，许多国家难以负担。光学方法成本低、可靠性高，已用于台式凝血分析仪监测血浆凝血，但全血中的细胞成分会造成强烈干扰，因此尚未用于全血检测。然而，全血 POCD 检测比血浆检测更能反映生理状态。本研究设计了一种用于凝血酶原时间（PT）检测的便携式装置，由光...
随着污染物种类不断增加，环境监管与早期预警迫切需要精确、灵敏、特异、快速且易用的分析装置。光学生物传感器作为传统分析技术的重要替代手段，可在无需复杂样品前处理的情况下，实现对污染物的高灵敏、实时和高频监测。本文综述了用于环境污染物检测的功能性生物识别材料的重要进展，包括酶、抗体、适配体、DNAzyme和全细胞等，并讨论了这些材料如何...
生物传感器是生物医学研究和现代医疗的重要工具，未来个性化医疗、即时检测设备和低成本诊断需求将进一步提升其重要性。传感技术的进步常由新材料推动，纳米材料已被广泛用于构建高灵敏、高选择性传感器。碳纳米管（CNT）因独特的电子和光学性质，成为极具前景的生物传感器构建模块。碳纳米管可视为卷曲的石墨烯单层圆柱，可通过化学修饰实现与生物分子的选...
本文设计了一种多功能多孔硅（PSi）纳米结构，将响应性 PSi/水凝胶杂化界面与生物识别元件相结合，用于选择性识别具有重要生物学意义的小分子有机磷化合物（OPCs）。以 pH 响应的聚(2-二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯)（poly(DMAEMA)）水凝胶在氧化 PSi Fabry–Pérot 薄膜中原位合成并图案化，所得杂化材料对 pH...
多孔硅光子学是复杂流体环境中高灵敏、高选择监测生物分子的理想平台。该文综述了多孔硅光学生物传感器从早期亲和传感到单细胞活性监测及光子微粒生物医学应用的发展。多孔硅可通过电化学阳极氧化制备，具有可调孔隙率、折射率和光子晶体结构，如单层薄膜、微腔、Rugate 滤光片和 Bragg 反射镜。生物分子结合孔壁或进入孔内会改变有效折射率，引...
在研究和诊断实验室中，常需在水相样品中识别并定量特定生物分子。传统检测流程通常耗时，并依赖标记的二抗或其他信号试剂。本文提出并演示了一种极其简单、低成本、无标记的生物检测器，其通过测量流体样品与一种折射率接近水的无定形含氟聚合物基底之间界面反射光强度实现检测。该基底上以点阵形式固定多种抗体。在折射率匹配条件下，界面反射光量可直接用于...
本文报道了一种用于检测黄曲霉毒素B1（AFB1）的一步法、无标记光学生物传感器。AFB1是食品中最常见且低浓度即具高毒性的真菌毒素。研究以金纳米棒（GNRs）为传感平台，其表面吸附十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），在高离子强度条件下无需额外稳定剂即可保持良好胶体稳定性。将AFB1-牛血清白蛋白（BSA）偶联物共价修饰到GNR表面形成...
肽和寡核苷酸（ON）的直接固相合成要求载体材料具有较高化学稳定性。本研究考察了两种氨基硅烷化合物——3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷（APDMES）对多孔氧化硅多层结构的钝化能力，用于制备光学无标记寡核苷酸生物传感器。作者还通过光谱反射法研究了在氨基硅烷修饰的多孔氧化硅表面经原位合成直接生长的13...
细胞外三磷酸腺苷（ATP）是重要的多功能信号分子，可通过激活嘌呤能P2受体介导多种生理活动。本研究开发了一种新型光学ATP生物传感器，用于生物组织中细胞外ATP的原位测量。该传感器在光纤探针末端涂覆两层溶胶-凝胶：第一层为氧传感层，包埋钌配合物，用于检测氧浓度变化；第二层为酶层，包埋甘油激酶（GK）和甘油-3-磷酸氧化酶（G3POX...
光学生物传感技术对无标记监测生物分子相互作用至关重要。随着功能蛋白质组和药物发现对高通量应用的需求增加，需要简便且通用的受体蛋白固定化方法。本文开发了一种用于微环谐振器生物传感器的聚合物平台，使受体蛋白可直接固定在波导表面，无需额外表面修饰。采用三种前驱体混合的溶胶-凝胶过程制备液态杂化聚硅氧烷，该材料可光刻、光固化并用于紫外压印。...
本文报道了一种用于检测人α-凝血酶的高灵敏、高选择性光学传感器体系。制备了表面功能化的发光[Ru(dpsphen)3]4−（dpsphen为4,7-二苯基-1,10-菲啰啉二磺酸盐）掺杂二氧化硅纳米颗粒（SiNPs），粒径约70 nm。以双(磺基琥珀酰亚胺)己酸酯（BS3）为交联剂，将DABCYL（2-(4-二甲氨基苯基)重氮基苯甲...
由水溶胀聚合物网络构成的水凝胶材料具有多种对光学生物传感器应用极具吸引力的特性。其以水为溶胀介质，赋予材料生物相容性、抗污性和无细胞毒性，同时具备高光学质量与透明性。本综述聚焦于表面附着水凝胶薄膜作为活性结合基质，在基于表面等离子共振（SPR）和光波导模态光谱（OWS）的光学生物传感器中的若干关键方面。文章重点讨论此类水凝胶表面结构...
本文报道了基于多孔硅（PSi）的混合周期/准周期异质结构（HHs）的实验制备与理论分析。该结构由两个分布式布拉格反射器（DBR）之间堆叠 Fibonacci（FN）准周期子结构构成，序列为 (DBR)N-(FN)M-(DBR)N。通过电化学刻蚀硼掺杂硅晶圆，利用不同孔隙率 PSi 层控制有效折射率，形成光子带隙和强局域共振透射模式；...
本文提出一种用于生物分析的高灵敏度金属辅助导模共振（MaGMR）器件，并通过实验验证其传感功能。该器件在典型导模共振（GMR）结构的基底与波导之间引入高反射金属缓冲层，使反射光谱呈现与常规 GMR 相反的低反射共振凹陷。数值计算表明，MaGMR 的高灵敏度来源于强不对称共振模场分布以及波导内较低的传播角；与典型 GMR 相比，分析物...
过去二十年，光学生物传感器系统取得显著进步，已成为现代药物筛选中重要且增值的组成部分。微孔板型生物传感器系统的引入有望在不牺牲数据质量的前提下满足高通量需求，是传统流体系统的理想补充。本文重点介绍两种最具代表性的光学生物传感器技术——表面等离子共振（SPR）和光学波导光栅（OWG）在小分子筛选中的应用，并系统阐述、比较和讨论这些平台...
生物传感器平台需通过表面修饰实现抗污、亲疏水调控及特异性识别，以适用于血液、尿液和废水等复杂基质。回音壁模式（WGM）光学谐振器可无标记检测多种物质，其束缚光场具有倏逝尾，与周围分子相互作用后改变有效折射率，引起共振频率偏移，并因光场循环而获得本征信号放大。二氧化硅微球是最常见的WGM谐振器，但三维微球表面易受污染、缺陷和涂层不均影...
本文报道了一种基于多孔硅（PS）反谐振反射光学波导（ARROW）的光学生物传感器换能器。与传统倏逝波生物传感器相比，ARROW 结构通过使传播光场与渗入多孔芯层的分子更好地重叠，从而提高分子相互作用灵敏度。本研究旨在考察采用 ARROW 结构的光学生物传感器工作模式，并在给定折射率范围内，于待测分子接枝前对反谐振条件进行调节。所研究...
本文提出一种基于纳米孔阳极氧化铝（NAA）光致发光（PL）光谱的智能光学生物传感器编码平台。NAA 由两步阳极氧化制备，孔长和孔径可分别通过阳极氧化时间和湿法扩孔精确控制。由于 Air–NAA–Al 体系形成法布里–珀罗微腔，NAA 在紫外–可见区产生 PL 振荡，其数量、强度和位置取决于孔长与孔径，即有效介质。作者将 12 种不同...