本文提出一种可独立测定液体折射率（RI）的高精度光学生物传感技术。该传感器利用光子晶体表面波（PC SW）检测生物活性表面上的结合事件，同时通过独立记录全反射临界角直接、无模型依赖地获得液体折射率，从而将表面吸附层厚度变化与液体体积折射率变化分开。作者以生物素与链霉亲和素单层的结合为模型体系，在低浓度和高浓度生物素条件下验证了该技术...
随着半导体基纳米结构在尺寸、形貌和组成上可精确制备，其独特的光物理与化学性质使其在生物传感领域受到广泛关注。通过表面修饰，这些纳米结构可获得更好的水溶性、生物相容性和生物识别能力，从而与生物分子形成杂化体系。本文综述了半导体纳米结构在光学生物传感中的主要应用，重点讨论量子点作为荧光生物探针的机制与优势，包括尺寸可调的窄带发射、宽吸收...
全细胞基因改造生物报告系统被设计为在响应目标分析物或相关分析物组时发出可检测信号；当与能够测量这些信号的换能器集成后，即形成生物传感器，可作为自包含分析系统，用于基础和应用环境、医学、药理学及农业科学。历史上，这类装置主要关注绿色荧光蛋白、水母荧光素、萤火虫荧光素酶和/或细菌荧光素酶等信号蛋白。本文综述了这些传感器系统的生物化学与遗...
为开发用于病毒病原体快速检测与分型的全光学生物传感器，作者研究了利用III-V族量子半导体强光致发光发射构建生物传感架构的关键问题，即如何将目标分析物特异性固定于GaAs表面。该材料可用于包覆InAs量子点等III-V量子半导体微结构。文中报道了GaAs(001)表面的生物功能化：先用浓氨水蚀刻去除表面氧化物，再在去氧乙醇中以1:1...
本研究利用基于同源的蛋白建模、计算筛选和虚拟突变分析，鉴定光合电子传递链中衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）D1 蛋白上与除草剂相互作用的功能氨基酸，并构建用于制备生物介导体的功能突变库。通过计算 D1 蛋白与除草剂的结合能，筛选出对特定除草剂类具有最低或最高结合能的 D1 蛋白，作为环境生物传感器的识别元件...
腺苷酸环化酶（AC）被认为是受体信号整合的关键节点，但其整合作用多在复杂通路中的单点接触层面研究。本研究以forskolin为药理学探针，采用共振波导光栅（RWG）生物传感器，在AC-cAMP-PKA模块层面考察G蛋白偶联受体（GPCR）的信号整合。该传感器为折射率敏感型光学生物传感器，可无标记、无细胞操作地检测配体诱导的细胞内动态...
理解生命最小单元中的复杂过程需要新的分析手段。近年来，光学器件与光学技术在单细胞及细胞群体性质研究中的应用日益活跃，包括细胞间通讯、细胞表面相互作用和胞内信号通路监测。本文综述了用于细胞水平探测的光学生物传感器相关技术进展，重点介绍荧光检测、折射率检测、表面等离子共振、干涉仪、谐振镜、光纤生物传感器和光纤布拉格光栅等换能机制，并讨论...
本文提出一种基于血液血红蛋白（Hb）紫外-可见光谱特性的血糖自动测定方法。生物传感器由包埋葡萄糖氧化酶（GOx）的聚丙烯酰胺（PAA）膜置于流动池构成。全血用双蒸馏水按150:1稀释裂解后注入含叠氮化钠的载液；血糖在GOx催化下生成H2O2，H2O2与血液Hb反应，使HbII·O2向HbIII·N3−转化并引起吸光度变化。GOx-P...
光学生物传感器正从实验室走向使用现场。分子识别新概念、微流控与光学集成、简化制造技术、系统整合改进，以及公共卫生和环境监测应用意识的提升，将加速这一趋势。文章回顾了早期光学生物传感器面临的识别分子固定后活性保持、弱荧光或吸收信号收集、识别事件与非特异吸附区分等挑战，并指出后续发展包括固态光学元件、固定化学、工程化识别分子、捕获分子微...
本文首次报道了一种基于局域表面等离子共振（LSPR）的新型多通道无标记光学生物传感器。该传感器采用不同长径比的金纳米棒（AuNRs）作为光学换能元件，并将其固定在玻璃片上，以消除悬浮纳米粒子浓度变化带来的干扰。五种金纳米棒的纵向等离子体峰分别位于532、613、700、779和935 nm，可在530–940 nm范围内形成多个可分...
本研究合成了直径 2.6±1.1 nm 的超小稳定银纳米颗粒，并利用其小表面积和表面功能基团控制单颗粒上的单分子检测体积，从而发展出本征单分子纳米颗粒光学生物传感器（SMNOBS），用于实时检测和成像单个细胞因子分子——重组人肿瘤坏死因子-R（TNFR），以及探测其与单个单克隆抗体（MAB）分子的结合反应。结果表明，SMNOBS 在...
2007年共有1179篇涉及光学生物传感器应用的论文发表。仪器硬件、检测方案设计和固定化学方面的进展持续提高该技术的通量、灵敏度和实用性。与近年相比，当年使用了最广泛的光学生物传感器平台，包括传统格式和阵列式平台。然而，与以往一样，作者发现实验执行良好且数据解释审慎的论文比例仍然偏低，并对文献中频繁出现的不理想数据和过度解释结果表示...
本文报道一种用于连续测定尿酸的全可逆光学生物传感器。该方案基于尿酸酶催化尿酸氧化过程中溶解氧的消耗：尿酸酶被固定于聚氨酯水凝胶中，并与氧敏感金属有机探针相邻；探针的发光可被氧猝灭。通过监测两种探针发光强度的变化来跟踪氧消耗，并将其与尿酸浓度相关联。研究考察了分析范围（0–2 mM）、响应时间（80–100 s）、重现性和长期稳定性。...
本文报道了一种基于噬菌体受体的无标记光流体环谐振器（OFRR）生物传感器，用于生物分子检测。与抗体相比，噬菌体受体具有明显优势：可从大规模随机肽库中通过亲和选择获得针对多种分析物的高特异性、高灵敏度受体；噬菌体生产流程更简单、成本更低；且能耐受高温、极端pH和变性剂等恶劣环境，从而降低环境限制并允许传感表面再生。作者以展示链霉亲和素...
Epic细胞检测技术（Corning Epic）采用共振波导光栅（RWG）光学生物传感器，通过测量细胞内容物动态质量重分布（DMR）来检测细胞对配体的响应。该DMR测量是一种无创、无标记方法，可用于评价化合物的药理学性质。本研究在384孔微孔板中，利用Corning Epic系统对12种化合物在两种重组表达G蛋白偶联受体（GPCR）...
本文设计并开发了一种基于荧光各向异性的新型光学生物传感平台，用于读取光学生物芯片。该芯片由两片聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）加工而成，形成四条宽 500 μm、高 400 μm 的微通道；下部包含微通道及流体进出口，上部内表面固定传感生物层。光学信号来自生物层发射的荧光，该荧光在 PMMA/液体界面处呈各向异性耦合进入 PMMA 盖板...
配体导向的功能选择性研究需要高分辨率工具来解析受体生物学与配体药理学。本研究采用无标记光学生物传感器，监测人表皮样 A431 细胞在多种 β2 肾上腺素受体（β2AR）配体作用下的动态质量重分布（DMR）。该传感器基于倏逝波检测细胞近表面折射率变化，可在活细胞中无偏地监测内源受体激活。多参数分析显示，不同激动剂诱导的受体激活与信号传...
本文针对过氧化物酶型光学生物传感器建立了数字模型，用于模拟其响应动力学。模型基于非线性反应-扩散方程组，将传感器分为固定化酶层和外扩散层两个区域，并采用有限差分法进行数值求解。研究考察了底物浓度、酶层厚度、外扩散层厚度以及酶和过氧化氢初始浓度对稳态吸光度、响应时间和灵敏度的影响。结果表明，传感器响应具有复杂动力学，尤其在低过氧化物酶...
细胞信号通过细胞靶点介导，并由下游信号网络的空间与时间动态编码；时间动态与信号活性空间梯度的耦联引导细胞对刺激的响应。若能实时监测细胞信号的整合过程，将为理解细胞生物学与生理学提供新维度。光学生物传感器，尤其是共振波导光栅（RWG）生物传感器，可呈现与细胞物质动态重分布相关的、具有生理相关性的整合细胞响应，从而为细胞信号研究提供无创...
本文报道了一种用于检测酚类化合物的光学生物传感器。该传感器将3-甲基-2-苯并噻唑腙（MBTH）固定于Nafion/溶胶-凝胶硅酸盐杂化膜中，并将酪氨酸酶固定于壳聚糖膜中；壳聚糖膜沉积在含MBTH的杂化膜表面。酚类化合物在酪氨酸酶催化下发生氧化，生成的邻醌与MBTH形成紫红色加合物，其颜色强度在暴露5 min后随底物浓度增加而增大。...