本文提出一种基于相位敏感光学量子弱测量的生物传感器，用于检测常见肿瘤标志物癌胚抗原（CEA）。该传感器利用未镀贵金属的SF6棱镜/基底界面发生全内反射，使水平与垂直偏振光产生相位差；通过弱测量中的预选择、后选择与光谱解调，将相位差转换为输出光谱中心波长偏移，从而实时、无标记地监测样品界面折射率变化。当表面固定的抗CEA抗体捕获目标C...
本研究旨在制备基于半导体 CdSe/ZnS 量子点（QDs）与自组装金纳米颗粒（Au NPs）阵列的杂化结构，并将其用作蛋白生物传感器。作者采用旋涂法在玻璃晶圆上制备 Au NP 阵列，并通过光学显微镜和吸收光谱考察旋涂层数及退火温度对结构的影响；以磷酸盐缓冲液中的牛血清白蛋白（BSA）为目标蛋白，利用共聚焦激光扫描显微镜研究杂化结...
基于局域表面等离子体共振（LSPR）的生物分析传感正经历快速发展，出现了新型等离子体换能器以及创新的信号产生与读出概念。本综述概述该领域的发展，重点按制备方式或尺寸对换能器类型进行分类，讨论实现最优传感概念的关键因素，并从批判性角度评价这些器件作为生物分析创新传感器的可用性。等离子体传感器件在解决换能器长期稳定性、所需高灵敏度以及低...
本研究制备了三维二氧化硅反蛋白石（SiO2-IO）纳米结构并用于无标记光学生物传感器。SiO2-IO 通过垂直沉积和煅烧工艺制备，利用 3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTMS）、NHS-PEG4-马来酰亚胺交联剂和蛋白 G 将抗体固定在其表面。SiO2-IO 具有高可及表面和有序多孔结构，有利于在抗体修饰表面捕获流感病毒。当病毒与抗体结...
本文报道了一种基于Hg2+介导的胸腺嘧啶-胸腺嘧啶（T-T）稳定作用、生物素化茎环DNA探针和链霉亲和素修饰反反射Janus粒子（SA-RJP）的水溶液中汞离子（Hg2+）光学传感平台。体系使用茎环DNA探针和辅助DNA探针：无Hg2+时，辅助DNA因T-T错配不能与茎环探针杂交，表面固定的茎环探针保持闭合发夹结构；有Hg2+时，H...
本文报道了一种基于漆酶本征光谱性质的无标记多巴胺（DA）监测平台。多巴胺是哺乳动物中枢神经系统重要儿茶酚胺类神经递质，其浓度异常与帕金森病、精神分裂症等疾病相关。漆酶为含铜氧化酶，其T1铜中心在约400 nm具有特征吸收，并催化DA氧化聚合生成在约480 nm有强吸收的聚多巴胺。在批式条件下，pH 4.5醋酸缓冲液中，通过监测400...
科学家在光学生物传感器中测量与生化反应相关的速率常数。该仪器使配体分子通过对流经过流动池，流过固定有受体的表面，从而发生表面-体积反应。本文通过建立带反应边界条件的对流-扩散方程，定量分析传质效应对此类反应的影响。在实验条件下，完整偏微分方程模型可约化为难以处理的积分微分方程组。基于常见物理假设，作者进一步将系统约化为常微分方程模型...
光学生物传感器为定性及定量分析多种生物分子相互作用提供了重要平台。除无标记、高通量检测等优势外，这类器件还能通过监测生物分子光学性质变化获得实时结合曲线。将动力学数据拟合到适当模型后，可提取结合亲和力参数，如结合速率、解离速率和平衡解离常数。在这类传感器中，通常将一对结合物之一固定在固体基底上以捕获另一组分。由于表面基方法的特点，传...
本文综述热致液晶辅助先进功能材料用于生物和化学分析物检测的最新进展。多个研究团队对液晶传感平台表现出浓厚兴趣，相关论文数量持续增长。文章回顾液晶传感技术实现趋势，包括薄膜、乳液、微流控液滴/壳、毛细管和纤维等格式，以及向列相、近晶相、胆甾相和蓝相等不同液晶相的传感模式；讨论提高检测限与灵敏度的策略，如流池设计、与SPR联用、调节弹性...
多孔硅（PSi）纳米材料已被广泛研究为无标记光学生物传感器用于蛋白检测，但其灵敏度通常处于微摩尔范围，难以满足许多应用。本文提出将电动力学等速电泳（ITP）技术用于多孔硅生物传感器上目标蛋白的实时预浓缩。ITP 利用不连续缓冲体系，在导前离子与终止离子界面形成高浓度目标蛋白区，并将其输送至传感区；目标蛋白随后被固定化适配体捕获。结合...
随着智能手机硬件与软件，尤其是互补金属氧化物半导体（CMOS）相机的快速发展，基于智能手机平台的光学生物传感器不断涌现，推动了即时检测（POCT）的发展。基于成像和基于光谱的检测技术已通过不同途径得到广泛探索。结合智能手机后，成像与光谱方法目前被用于化学与生物科学中多种分子性质的生物传感与诊断研究。基于智能手机显微镜的成像技术用于捕...
外泌体等细胞外囊泡在细胞间通讯和生物医学中受到关注。本研究考察持续暴露于氟喹诺酮类抗生素环丙沙星对细胞释放细胞外囊泡的影响。环丙沙星广泛用于人体抗细菌治疗及细胞培养中抑制支原体污染，但可诱导哺乳动物细胞氧化应激和线粒体功能障碍。作者发现，低剂量环丙沙星长期处理可诱导小细胞外囊泡（本文称为外泌体）外表面释放线粒体DNA和染色体DNA，...
本文综述了利用光学成像研究交感神经活动（SNA）在血管功能中作用的信息。早期研究在离体动脉和血管组织中采用电场刺激神经末梢（EFS）模拟 SNA，并通过共聚焦成像外源荧光钙指示剂，揭示去甲肾上腺素（NE）、ATP 和神经肽 Y（NPY）在血管平滑肌细胞中引发或调节不同钙信号模式。嘌呤能突触钙瞬变（jCaTs）由兴奋性突触电位期间钙内...
本文综述光学生物传感器在小分子药物筛选中的应用与展望。作者指出，表面等离子共振（SPR）、光学波导光栅（OWG）和生物层干涉（BLI）等无标记光学平台已成为药物发现中重要的生物物理工具，可实时监测化合物与靶蛋白或完整细胞的相互作用，提供结合动力学、热力学及细胞功能响应信息。文章提出成功应用取决于“正确通量、正确灵敏度、正确试剂”，并...
光学生物传感器常用于测定化学反应的速率常数。此类仪器通常工作在表面-体积构型中：配体分子随流体通过对流输运至固定有受体的表面，并与受体结合。当前，研究者正利用光学生物传感器测定DNA跨损伤合成（translesion synthesis）相关反应的速率常数，该过程对DNA损伤修复至关重要。此类实验涉及传感器表面多个相互作用的组分。本...
生物反应器中连续葡萄糖监测的生物传感器可为优化生物技术培养条件提供重要工具。本文开发了一种用于长期连续葡萄糖监测的光学生物传感器，并在一次性生物反应器的细胞培养过程中实现了葡萄糖水平的紧密控制。该在线传感器基于商用光学氧传感器，表面涂覆交联葡萄糖氧化酶（GOD）层，并通过具有优化葡萄糖和氧渗透性的亲水多孔扩散膜调节动态范围。作者结合...
本文研究利用光学生物传感器测量生化反应动力学速率常数的方法。光学生物传感器中配体分子经流道输送至固定有受体的表面，表面结合质量变化产生传感图。当存在多个反应组分时，所有反应物种的质量变化被叠加为单一信号，导致多个速率常数拟合到同一信号，参数辨识存在歧义。作者针对DNA跨损伤合成中PCNA、聚合酶η和聚合酶δ的多组分相互作用，建立常微...
本文介绍利用光学生物传感器（如表面等离子共振、干涉或波导生物传感器）测定可逆蛋白相互作用的平衡与动力学的基本方法。重点说明如何在较少假设下获得可靠结果，并讨论常见实验伪影的避免。光学生物传感器利用表面限制电磁场实时监测传感表面附近折射率变化；将一种结合组分固定为配体，另一种可溶组分作为分析物，结合使表面质量增加，信号近似正比于表面结...
细胞色素P450（CYPs）在外源物和内源底物代谢中起重要作用。作为微粒体单加氧酶系统的关键组分，CYPs参与多种蛋白-蛋白相互作用。然而，单加氧酶系统组分间分子相互作用机制仍需进一步表征。本研究采用基于表面等离子共振（SPR）的生物传感器Biacore 3000，评估哺乳动物CYP与细胞色素b5（CYB5）成对相互作用的热力学参数...
在生物传感器研究中，为检测低浓度分析物，常通过不同材料提高灵敏度。本文提出基于Bloch表面波（BSW）的一维光子晶体（PhC）生物传感器，结构包含石墨烯纳米层，并置于Kretschmann配置下。采用传输矩阵法计算该光子晶体生物传感器的能带结构、表面模、反射谱和灵敏度，并与不含石墨烯层的结构比较。结果表明，石墨烯层的存在显著提高角...