未来医学中的先进生物传感器依赖于生物材料的进步。多孔硅（pSi）通常可生物降解且生物相容，并可制备为具有环境响应光学特性的材料，是体内生物传感器的理想候选。然而，将其用作皮下植入式光学生物传感器的可行性此前从未得到证明。本研究评估了热碳氢化（THC）多孔硅光学 rugate 滤光片的稳定性与生物相容性，并在体外和体内验证其光学功能。...
连续监测生物标志物的摄取或释放，对理解与监控细胞代谢具有重要价值。本文报道一种多散射增强光学生物传感器，用于多重、无创、连续检测过氧化氢（H2O2）、乳酸和葡萄糖。该传感方案基于对金属蛋白细胞色素c（cyt c）氧化态的光学监测：目标分析物在酶催化下转化为H2O2，进而氧化cyt c。采用接触微点样法制备纳升级传感点，分别包含纯cy...
急性心肌梗死（AMI）是心血管疾病致死的主要原因。心肌肌钙蛋白（cardiac troponin, cTn）是冠状动脉事件的特异性标志物，AMI发生后其血液浓度可在数小时内升高并持续4–10天，因此具有较宽的诊断窗口。然而临床可检测的心肌肌钙蛋白水平极低，要求检测方法具备高灵敏度。本文综述了近年来用于心肌肌钙蛋白检测的光学生物传感器...
生物分子与生物膜的相互作用在蛋白质转运、细胞信号传导和离子通道形成等过程中起关键作用；肽/蛋白与膜的相互作用还可破坏膜完整性并导致细胞死亡。因此，解析这些结合介导的膜失稳过程的分子细节，对于理解抗菌作用、膜介导的淀粉样聚集以及凋亡蛋白诱导的线粒体外膜通透化等细胞事件至关重要。光学生物传感器为膜相互作用研究提供了独特手段，可定量结合事...
本文报道了一种在多孔硅平板波导上图案化微环谐振器的紧凑型高Q生物传感器。多孔硅微环具有大内部比表面积，允许生物和化学分子渗入导波层并与导模直接相互作用，从而增强识别与光-物质相互作用。作者通过电化学刻蚀制备双层多孔硅波导，并经电子束光刻和反应离子刻蚀形成半径10 μm和25 μm的微环，耦合间隙为200 nm。25 μm多孔硅微环在...
本文报道了一种基于飞秒激光直写（FsLDW）的全蛋白单纳米线光学生物传感器。以牛血清白蛋白（BSA）、亲和素（avidin）和亚甲基蓝（MB）水溶液为墨水，在低折射率 MgF2 基底上通过双光子光交联直接写出直径约 700 nm 的蛋白纳米线。该纳米线具有良好形貌，表面粗糙度平均约 5 nm，可作为光学纳米波导，在空气中于约 500...
硫化氢（H2S）是一种内源性气态信号分子，具有强效抗炎特性。在炎症反应急性期给予外源性 H2S 供体，或作为预先干预诱导抗炎细胞存活程序，均可有效限制白细胞滚动、黏附与迁移，减少活性氧（ROS）生成，抑制趋化因子和细胞黏附分子表达，减轻内皮屏障破坏、毛细血管灌注缺陷以及实质细胞功能障碍和损伤。本章重点介绍可用于评估 H2S 抗炎效应...
发射光稳定近红外荧光的单壁碳纳米管（SWNT）已成为生命科学和生物医学中的近红外光学生物传感器。自发现其近红外荧光以来，研究者通过工程化修饰使SWNT在结合目标分子时选择性调制荧光，从而作为光学生物传感器。本文综述了基于SWNT的光学传感技术在生命科学与生物医学中的最新进展，讨论了SWNT的结构与光学性质、SWNT复合物中的分子识别...
本文报道了通过电化学锂插层在二维二硫化钼（MoS2）纳米片中实现可见光与近紫外等离子体共振的方法。作者采用研磨辅助液相剥离从 MoS2 粉末制备横向尺寸约 10–80 nm、厚度约 2–7 层的 MoS2 纳米片，并将其滴涂在 FTO 导电玻璃上。在含 Li+ 的电解液中施加负电压，使 Li+ 插入 MoS2 层间，诱导 2H 半导...
本文提出一种基于纳米结构多孔硅（PSi）和适配体的无标记、无试剂光学生物传感平台概念验证。适配体是通过 SELEX 筛选的单链寡核苷酸，能以高亲和力和高特异性结合目标物，适合作为生物传感器识别元件。作者报道了适配体偶联 PSi 生物传感器的制备与表征，采用已表征的 His 标签结合适配体 6H7 作为模型体系。当适配体功能化 PSi...
光学生物传感器通过测量反应区内结合配体浓度的平均变化获得传感图，用于计算表面-体积反应的结合与解离速率常数。现有反应动力学数学模型通常假设器件内流动为单向，但 Biacore Flexchip 等新型器件具有六边形流道，会引入二维流动，使体积相配体的耗竭更加复杂。本文在已有单向流动模型基础上扩展二维流动情形，利用 Schwarz–C...
本文报道了一种可同时实现连续葡萄糖监测（CGM）与胰岛素输注的新型测量系统。该系统将光学葡萄糖生物传感器和光学参考氧传感器集成于胰岛素泵的输注导管上。两种传感器均基于近红外（NIR）磷光卟啉染料，因此可利用自研相位荧光计测量模块经皮、无创读出信号。作者优化了指示染料的谱学性质和测量模块的光学结构，使两个通道能够独立读出。氧传感器覆盖...
本研究报道了一种基于微孔板的光学生物传感器，用于同时检测多个样品中的左旋多巴（L-Dopa）水平，且仅需较小反应体积。作者从 Amorphophallus campanulatus 中提取酪氨酸酶，并将其固定在 96 孔聚苯乙烯微孔板孔内表面。比较了直接吸附、吸附后聚乙烯亚胺（PEI）处理和吸附后戊二醛处理三种固定方法，发现戊二醛交...
本研究考察热氧化条件对用于无标记实时监测酶活性的多孔硅光学生物传感器性能的影响。比较400、600和800°C三种氧化温度对酶固定效率以及所得氧化多孔硅（PSiO2）Fabry-Pérot薄膜本征稳定性的影响。通过监测固定于PSiO2上的辣根过氧化物酶（HRP）和胰蛋白酶（trypsin）的催化活性，证明热氧化显著影响生物传感性能，...
本文报道了一种用于生物传感器应用的新型钛酸盐纳米管（TNT）透明涂层。该涂层由稳定且无添加剂的溶胶通过室温旋涂法制备，无需结合剂，过程简单、快速且成本低，可形成约10 nm厚、致密且高度透明的薄膜。作者采用光谱椭偏仪（SE）、原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱（XPS）对薄膜形貌、厚度及化学态进行表征，并将其制备在光学波导芯片...
本文报道了一种基于液晶液滴图案的胰蛋白酶光学生物传感器。在经辛基三氯硅烷（OTS）处理的玻璃载玻片上，将 4-氰基-4'-戊基联苯（5CB）的正庚烷溶液滴涂并蒸发，形成微米级向列相液晶液滴图案。当水相中存在阴离子磷脂 1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷脂-rac-(1-甘油)（DOPG）时，DOPG 在水-液晶界面自组装，使液晶呈垂...
本文通过重组常见办公用品构建了一种低成本光学生物传感平台。系统以激光笔中的激光二极管作为光源，计算器中的微型太阳能电池作为信号换能器，并用数字万用表直观显示电压信号。该平台基于紫外-可见分光光度法原理，将比色酶学反应产生的有色产物对单色激光的吸收转化为光强变化，再由太阳能电池转换为直流电压。作者分别采用Trinder反应酶法检测葡萄...
尽管生物分子检测与流体系统整合不断进步，开发兼具灵敏度、低成本、操作简便和快速性的便携式诊断设备仍具挑战。本文提出一种由智能手机和定制底座组成的紧凑装置，仅包含一次性传感卡盒、微型磁力搅拌器和少量无源光学元件。检测基于反射幻影界面（RPI）：无定形氟聚合物基底折射率接近水样，其表面固定多个抗体斑点；目标分子结合后改变界面反射率。手机...
比卡鲁胺（Casodex®）是一种用于治疗前列腺癌的非甾体抗雄激素药物，前列腺癌是全球男性第二常见恶性肿瘤。本研究采用光学生物传感器分析若干新合成比卡鲁胺类似物与雄激素受体（AR）的结合能力。雄激素受体通过胺偶联反应共价固定于羧甲基葡聚糖（CM5）基质上，制备成固定化受体芯片，用于比卡鲁胺类似物的结合实验。参考化合物（R）-比卡鲁胺...
本文报道了一种基于马赫-曾德尔干涉仪（MZI）单模波导的无标记光学免疫传感方法，用于检测食源性致病菌单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）。研究比较了10种角形Y结与S弯Y结MZI结构，并选择传感面积较大、光损耗较低的S3结构用于实验。采用1%氢氟酸（HF）处理氮化硅（Si3N4）传感区，去除表面氧化层...