自严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发全球大流行以来，除经呼吸道主要感染途径外，该病毒还具有神经侵袭能力，可导致神经炎症和血脑屏障（BBB）损伤。感染期间病毒刺突蛋白可经血液循环播散，到达脑部后可能穿越BBB，该现象已在小鼠中证实，因此其医学意义重要。本研究旨在评估刺突蛋白S1亚基在高度暴露于感染的人体器官模型系...
计算方法可显著辅助核酸荧光实验，既能提供研究体系构象与相互作用的原子级细节，也能准确模拟基本参数。基于荧光的光学生物传感器在严重疾病临床诊断中具有高特异性潜力，许多设计依赖 Förster 共振能量转移（FRET）。目前实验方法依赖若干理论假设，这些假设会根本影响结果。若获得详细的原子级概览或重要模拟参数，可改善对计算的理解并给出更...
单色反射测量是一种敏感且稳健的光学生物传感器检测方法，适用于生物分析。它基于反射单色光的干涉，且无需标记。本文提出一种基于 Berner 等人 2016 年专利技术的新型单色反射测量装置。通过倾斜微镜区域，可将分析通道和参考通道的光反射信号编码到特定载波频率，其幅度与局部反射成正比，因此单个光电二极管即可同时采集两个通道信号。两个经...
光学生物传感器凭借无标记检测与光学谐振增强，在疾病诊断中具有高准确度和高灵敏度，但基于贵金属纳米颗粒和精密微机电系统的光学生物传感器成本较高，限制其应用。本文提出一种基于纳米级聚对二甲苯C（Parylene C）薄膜的生物传感器原位再生与复用方法，并以绝缘体上硅（SOI）微环谐振器生物传感器为例进行验证。Parylene C 可通过...
二维材料与光学生物传感器的结合近年来成为研究热点。石墨烯、过渡金属二硫化物、黑磷、MXene及其他二维材料（金属氧化物和简并半导体）具有独特光学性质，在不同生物分子检测中发挥独特作用。通过二维材料修饰，光学生物传感器具有传统传感器（如电学传感）不具备的优势，灵敏度和检测限显著提高。本文综述了基于不同二维材料的光学生物传感器。首先详细...
本文报道了一种利用标准微加工技术制备稳定介孔硅膜的稳健方法。多孔硅膜通过原子层沉积（ALD）分别以氧化铝（Al2O3）、氧化铪（HfO2）和氧化钛（TiO2）进行钝化，以解决新鲜刻蚀多孔硅在水相中易氧化、溶解的问题。作者对所得膜进行了形貌、光学性质和化学性质表征，并开展了稳定性测试与光学探测噪声水平测定。初步生物传感应用采用 Al2...
病原体检测要求生物传感器在高温等极端条件下仍保持可用，而生物受体通常是传感器中最易失活的组分。与单克隆抗体相比，短肽作为生物识别元件具有更好的热稳定性和环境适应性，同时可保持对特定靶标的亲和力与选择性。本文报道了一种基于多孔硅微腔的光学生物传感器，用于捕获基孔肯雅病毒E2蛋白。作者通过电化学刻蚀制备多孔硅微腔，利用1,8-壬二炔进行...
本文提出一种用于即时检测（POC）人C反应蛋白（CRP）的快速、高稳定导模共振（GMR）光流体生物传感系统。该系统采用低成本LED作为光源，经500–550 nm带通滤光片和偏振分束器将光分为TM与TE偏振分量：TM光斜入射GMR芯片用于传感，TE光由另一光电探测器采集作为背景信号，用于补偿LED强度漂移和环境噪声。通过加权差分双模...
微流控浓度梯度发生器是分析/生物分析系统自动校准的有效工具，但可重复使用且经数学表征的梯度发生器研究不足。本文开发了一种基于三步串联稀释的微流控器件，可产生染料和生物分子的非线性浓度梯度。该器件经数学与统计描述，适用于可重复的分析与生物分析。实验测试表明，不同染料具有相同的梯度浓度轮廓，牛血清白蛋白（BSA）在95%置信区间内具有统...
前体梯度同源物2（AGR2）是多种癌症的潜在生物标志物。在胰腺癌中，癌前病变可将其分泌至胰液，因此灵敏检测AGR2对胰腺癌及其他癌症的早期诊断具有重要价值。本文报道了一种基于纳米结构多孔硅薄膜的无标记AGR2适配体传感器，并通过加速目标传质和降低系统噪声来提高灵敏度。传感器以阳极氧化多孔硅Fabry-Pérot薄膜为光学换能器，表面...
无需核酸扩增的检测方法因结果快速而有利于病毒诊断，可为准确诊断和疫情监测提供信息。流感病毒易发生引发大流行的基因突变，因此需要将这些检测平台应用于流感诊断。本文在超灵敏检测平台上分析了快速评估病毒新兴风险（FEVER）流程，包括基于波导的光学生物传感器和流式细胞术微球检测，并通过计算模拟评估其序列覆盖度，与美国疾控中心（CDC）流感...
2020年初SARS-CoV-2疫情暴发使快速、准确、低成本的现场检测成为遏制传播的关键。现有RT-PCR和血清学检测虽有效，但依赖实验室、耗时长且难以满足大规模筛查需求。本文综述了用于COVID-19即时诊断的先进片上实验室光学生物传感器，重点讨论集成光学器件、表面等离子共振/局域表面等离子共振以及石墨烯、氧化石墨烯、过渡金属二硫...
本文报道了一种用于捕获髓系细胞触发受体2（TREM2）的有效表面固定方案。TREM2 在脑脊液中的升高与阿尔茨海默病相关，可作为疾病早期指示物。作者基于该表面功能化策略，设计、制备并评估了一种基于等离子体干涉仪的生化传感平台，能够检测溶液中生理浓度的 TREM2。该方案采用 RCA1 清洁、APTES 氨基化、sulfo-NHS-b...
流感病毒在全球范围内季节性流行，快速、准确的检测对疾病防控具有重要意义。传统细胞培养和PCR方法虽然准确，但耗时长、设备复杂，不适合即时诊断。本文报道一种基于仿生修饰纳米柱的光学生物传感器，用于无标记检测甲型流感病毒。采用纳米压印光刻在硅片上制备旋涂玻璃（SOG）纳米柱阵列，柱径150 nm、高300 nm、间距450 nm。多巴胺...
脂阿拉伯甘露聚糖（LAM）是结核分枝杆菌细胞壁的两亲性脂聚糖，也是结核诊断靶标。既往研究提示LAM可与宿主血清脂蛋白结合，影响诊断检测。作者开发两种血清两亲物检测方法：脂蛋白捕获法和膜插入法。前者通过捕获宿主脂蛋白，利用其与病原两亲性标志物的天然结合“浓缩”LAM；后者不依赖该结合，直接基于LAM与支持脂质膜结合的热力学倾向进行捕获...
自2019年12月以来，新型冠状病毒（SARS-CoV-2）疫情迅速蔓延，准确、快速、灵敏的诊断对控制传播和降低病死率至关重要。目前用于识别SARS-CoV-2或新冠感染的方法包括胸部CT、全基因组测序以及逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）等分子方法。本文作为综述，系统讨论了当前用于SARS-CoV-2鉴定的诊断技术，重点介绍光学生...
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）是引起全球食源性疾病的重要病原菌，其分泌的微球菌核酸酶（micrococcal nuclease, MNase）可作为识别S. aureus污染的特异性诊断生物标志物。传统培养、放射性标记、凝胶电泳和酶联免疫等方法存在耗时长、操作繁琐、结果不准确或需要...
本综述总结了近五年多孔硅（PSi）光学生物传感器的重要进展。多孔硅具有低成本电化学刻蚀制备工艺、高比表面积、可调控孔径以及优异光子学特性，因而成为生物传感中极具吸引力的换能基底，并已在多个研究领域得到应用。文章依据固定在换能材料表面的生物识别元件类型，将不同光学PSi生物传感器分为四类，并重点讨论了光致发光（PL）信号调制和多孔基质...
及时检测与诊断对指导疫情处置和感染控制至关重要，也有助于提升公共场所、市场、学校和机场的医疗质量，并帮助研究者认识该领域的技术选择与空白。本文采用叙述性综述方法，总结并比较2019冠状病毒病（COVID-19）检测技术，从多个方面评估其可行性，以选择最适合用于基于激光检测技术的生物传感器的方法。数据收集使用Science Direc...
本研究评估一种新型光学生物传感器（OB）即时检测设备在严重感染早期诊断中的准确性。该OB为指夹式脉搏血氧样设备，通过反射式光电容积脉搏波（PPG）在940、660、530、465和395±10 nm五个波长采集组织光学吸收，输出心率、脉搏血氧、一氧化氮（NO）水平和肾功能相关信息。第一阶段在142名脓毒症高危住院患者中，每2小时记录...