A dip-and-read optical aptasensor for detection of tau protein.
神经退行性疾病目前仍缺乏鉴别诊断和治愈手段。Tau蛋白是常见tau病（tauopathies）的生物标志物，参与微管与细胞结构稳定；但翻译后修饰可使其自组装为细胞毒性结构，并在细胞内外共定位，因此可作为蛋白病理与神经退行性疾病的可行生物标志物。本文报道一种用于tau441蛋白的新型光学生物传感器，基于适配体识别探针和生物层干涉（BL...
Optical Biosensor for Rapid Detection of
食源性致病菌筛查是预防食物中毒的关键。现有食品中沙门氏菌检测方法存在培养耗时长、PCR需复杂DNA提取、ELISA灵敏度低等不足，限制了实际应用。本文开发了一种基于多孔金@铂纳米催化剂（Au@PtNCs）和无源三维（3D）微混合器的灵敏光学生物传感器，用于快速检测鼠伤寒沙门氏菌。首先利用免疫磁性纳米颗粒和无源3D微混合器对目标沙门氏...
Reflectance aptasensor based on metal salphen label for rapid and facile determination of insulin.
本研究构建了一种用于快速检测胰岛素的光学适配体传感平台。通过简易小乳液法合成胺化多孔硅微球（PSiMPs），利用其大比表面积，经戊二醛交联共价固定胰岛素结合DNA适配体IGA3。通过一锅法合成含哌啶侧链的镍(II) salphen配合物Ni(II)-SP，并作为光学标签；其平面芳香基团与G-四链体适配体的芳香碳之间发生强π-π堆积，...
Quantification of Neuropeptide Y with Picomolar Sensitivity Enabled by Guided-Mode Resonance Biosensors.
评估人体神经肽Y（NPY）水平具有多种医学用途。本文报道采用导模共振（GMR）生物传感器方法对 NPY 生物标志物进行定量检测。该无标记传感器在近红外光谱区工作，呈现特征共振峰。NPY 与传感器表面生物选择性分子相互作用会引起光谱位移，无需额外处理即可直接识别结合事件。实验中，将 NPY 抗体固定于传感器表面以赋予操作特异性。针对目...
Construction of a Hydrogel Pectin-Based Triglyceride Optical Biosensor with Immobilized Lipase Enzymes.
本研究构建了一种新型、简便的甘油三酯（TGs）光学生物传感器，以果胶水凝胶膜作为pH指示基质，并负载色离子指示剂ETH 5294（CI），以脂肪酶作为催化元件。脂肪酶催化甘油三酯水解后释放H+，改变CI的颜色吸光度，从而实现TGs检测。表征结果表明，该传感器在50 mM磷酸盐缓冲液、pH 7和60 µg酶负载条件下具有最佳灵敏度。传...
Optical Biosensors for Therapeutic Drug Monitoring.
治疗药物监测（TDM）是管理治疗窗窄、毒性高药物的重要工具，可通过血液、血浆、血清和尿液等生物流体进行药物浓度分析，以支持药效学和药代动力学评价，并在给药前或给药中调整剂量。相比色谱和免疫分析，生物传感器将生物识别元件与信号换能器集成，可实现更灵活、无标记、快速的药物定量。光学生物传感器是其中重要类型，已用于抗生素、抗癫痫药、抗肿瘤...
Porous Silicon Optical Biosensors: Still a Promise or a Failure?
尽管第一篇报道多孔硅（PSi）生物传感器的文献已发表二十余年，该技术仍受到全球众多研究团队关注。本文是一篇简短综述，基于近年结果与已发表文献，系统梳理多孔硅光学生物传感器的优势与局限，旨在为博士生和青年研究者提供直接入门介绍。该主题高度跨学科，涉及材料科学、物理、光学、表面化学、医疗健康与环境监测等多个领域。多孔硅光学生物传感器的制...
Bio-Recognition in Spectroscopy-Based Biosensors for
微系统与生物分子集成以及多组分同时检测是重金属污染监测传感器件的关键。本综述汇集近十年光学生物传感器发展的最重要信息，重点讨论与分析特性和应用相关的因素：(i) 信号换能方法，包括发光、比色、倏逝波(EW)、表面增强拉曼光谱(SERS)、Förster共振能量转移(FRET)和表面等离子共振(SPR)；(ii) 所用生物识别分子，包...
Lighting Up Biosensors: Now and the Decade To Come.
光学生物传感器被定义为利用生物识别分子对样品中目标物进行光学探测的便携式光学器件。随着微型光学元件和分子工程的发展，其能力迅速扩展。面向健康诊断、环境监测和食品安全的生物传感器已实现商业化，更多产品正在研发中。本文综述了克服实用生物传感器设计障碍的创新方法，并展望光学生物传感器技术未来十年的潜在突破方向，涵盖侧流层析、纸基微流控、纳...
Pedestal subwavelength grating metamaterial waveguide ring resonator for ultra-sensitive label-free biosensing.
模体积重叠因子是决定传感器灵敏度的关键参数。过去数十年，许多方法被提出以提高光场与分析物的重叠，但受限于硅上绝缘体（SOI）平台沿垂直方向的不对称折射率分布，亚波长光栅超材料（SGM）波导传感器的灵敏度进一步提升面临挑战。本文提出并演示了基座型SGM微环谐振器，通过受控undercut蚀刻形成基座结构，降低垂直方向折射率不对称性，从...
A non-spectroscopic optical biosensor for the detection of pathogenic Salmonella Typhimurium based on a stem-loop DNA probe and retro-reflective signaling.
食源性病原微生物检测是分子诊断中的关键问题。荧光法因能检测并定量低浓度分析物而被广泛用于分子诊断，但传统荧光法需要特定光源和滤光片等复杂光学系统。为克服这些限制，作者开发了一种以逆反射Janus微粒（RJP）作为信号探针的光学传感系统。与荧光染料相比，RJP无需复杂光学系统，可用可见光且无需滤光片观察。为验证RJP可用于分子诊断，研...
Plasmonic Interferometer Array Biochip as a New Mobile Medical Device for Cancer Detection.
我们报道了一种等离子体干涉仪阵列（PIA）传感器，并展示了其以高灵敏度和低成本实时检测循环外泌体蛋白的能力，从而支持癌症早期检测。具体而言，由纳米沟槽环激发的表面等离子体波在中心纳米孔输出端与自由空间光发生干涉，形成强度干涉图案。在单波长照明下，当目标外泌体蛋白被固定于表面的抗体捕获时，中心孔与沟槽环之间因生物结合引起的折射率变化会...
Thiol-click photochemistry for surface functionalization applied to optical biosensing.
本文针对生物传感中捕获探针高效固定问题，提出多种基于光活化的表面功能化策略，用于将巯基化寡核苷酸和蛋白质探针共价固定到不同材料与工作格式。其中一种策略利用环氧表面，在光照下由探针中的巯基引发环氧开环；主要策略为硫醇-烯光偶联，分别考察烯基化与巯基化表面固定巯基或烯基末端探针，并比较单点与多点固定效果。研究还分析炔基化表面以及表面疏水...
Advances in Surface Plasmon Resonance Imaging and Microscopy and Their Biological Applications.
表面等离子体共振显微与成像是基于金属表面附近纳米和微米尺度对象相互作用的光学无标记方法，可在时间和空间上分辨地观察并定量生物分子、细胞及生物颗粒与金属表面识别元件之间的结合过程。本综述系统介绍了表面等离子体共振成像与显微的基本原理，重点讨论近五年在光学平台和功能化涂层方面的进展，包括棱镜衰减全反射、共线光学、高数值孔径显微、纳米孔/...
EM-Wave Biosensors: A Review of RF, Microwave, mm-Wave and Optical Sensing.
本文系统综述了基于电磁波（EM）的生物传感器，涵盖射频（RF）、微波（MW）、毫米波（mmW）、太赫兹（THz）和光学传感。作者将生物物质视为具有频率依赖介电特性的介质，其极化与色散可用介电常数和电导率描述；通过观察细胞或组织的独特介电谱，可区分癌变与健康组织，或通过介电常数变化定量葡萄糖、神经递质、维生素、蛋白质等生物分子。光学生...
Novel optical biosensor method to identify human blood types using free-space frequency-modulated wave of NIR photon technology.
本文提出一种基于自由空间宽带频率调制近红外（NIR）光子传输与背散射模式的光学生物传感器方法，用于测量、识别并提取不同血型的光学特性。方法在30–1000 MHz宽带范围内对入射调制信号进行测量，以插入损耗（IL）和插入相位（IP）表征调制光子与血液相互作用后的幅度和相位变化。研究分两阶段：第一阶段采用NIR传输模式对30例盲样患者...
In vitro detection of allergen sensitized basophils by HSA-DNP antigen-anchored liquid crystal microdroplets.
本研究开发了一种简单、易操作的生物传感方法，用于体外检测 HSA-DNP 抗原诱导的过敏反应中表达抗-IgE 受体（FcεRI）的致敏嗜碱性粒细胞。该方法以人血清白蛋白-二硝基苯酚（HSA-DNP）抗原锚定的液晶（LC）微滴乳液为传感平台。当表达抗-IgE 受体的致敏嗜碱性粒细胞与 HSA-DNP 抗原锚定 LC 微滴接触时，微滴内...
Mycotoxin Biosensor Based on Optical Planar Waveguide.
本研究旨在开发一种简单且高灵敏的光学生物传感器，用于检测霉菌毒素。该传感器基于平面波导，采用偏振干涉原理，即通过检测分析物分子结合过程中偏振光 p 分量和 s 分量之间产生的相位差实现传感。其工作方式类似马赫-曾德尔干涉仪，但结构更简单，无需将波导分成两臂。偏振干涉传感器的折射率灵敏度约为 5200 弧度/折射率单位（RIU）。研究...
Evaluation of two sterically directed attachments of biomolecules on a coaxial nanofibre membrane to improve the development of optical biosensors.
本研究优化了共电纺丝制备的共轴纳米纤维膜表面生物分子的空间定向固定策略，以改善基于光学氧转导的生物传感器性能。以尿酸酶为模型酶，比较了两种固定方式：通过马来酰亚胺基团的共价连接和通过生物素-链霉亲和素相互作用的亲和固定。结果表明，采用含聚乙二醇链的生物素化试剂进行生物素-链霉亲和素亲和固定可最大程度保留尿酸酶活性，并提高尿酸检测的分...
Fluorescent 2D WS
为实现二维过渡金属二硫化物（TMD）在生物医学和水相催化中的应用，需要在水相中剥离并功能化TMD单层。本文报道了利用硼酸修饰聚乙烯醇（B-PVA）在水相中同步剥离和功能化二维二硫化钨（WS2）纳米片的方法。B-PVA通过脉冲超声促进WS2从块体材料剥离，并赋予纳米片HbA1c识别能力，形成具有可见荧光的B-PVA-WS2纳米杂化材料...