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...
近期提出的基于宏观菌落光衍射现象的光学生物传感器细菌鉴定方法可提供超过98%的分类准确率。然而，如此高的准确率依赖于衍射图案空间强度分布的可比性和可重复性，因此必须消除所有与菌种/菌株无关且影响衍射图案的因素。本研究考察了细菌菌落与照明光束错位对从衍射图案中提取的分类特征变异的影响。结果表明，扫描模块引入的错位显著影响衍射图案及用于...
N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAGase）是人和动物肾小管上皮细胞损伤或坏死时释放的指示性生物标志物，可提示严重肾脏疾病和牛乳腺炎（BM）。BM是奶牛最常见且代价高昂的疾病，与产奶量下降、体细胞计数（SCC）升高和健康状况恶化相关。本文报道一种基于反射的无标记检测方法，通过微型光学换能器分析全乳样品中NAGase固有含量，用于...
厚度低于100 nm的波导为传感提供了有前景的平台。作者设计并分析了基于这些超薄平台的多模干涉（MMI）器件，用作生物传感器。为验证设计方法，将制备的220 nm厚MMI器件的测量光谱与仿真光谱进行了比较。基于亚100 nm平台的MMI生物传感器设计采用时域有限差分仿真进行了优化。在4 mm长度下，50 nm厚MMI传感器提供约42...
牛乳炎（BM）是危害全球乳品业的炎症性疾病，早期发现新发病例对牛群感染控制至关重要。传统分析方法难以在实时或实验室外检测用于健康状态评估的BM预测生物标志物。本文报道一种无标记光学生物传感平台，通过靶向N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAGase）实现BM起始的检测与识别。该平台采用明胶功能化多孔硅Fabry-Pérot干涉仪，监...
本文提出并分析了一种紧凑、集成、无标记的半导体包覆介质条波导生物传感器。该器件采用与CMOS工艺兼容的材料，包括非晶硅（a-Si）包覆层和氮氧化硅（SiON）介质波导，基底为二氧化硅（SiO2）。作者采用三维光束传播法（BPM）对器件光学性能进行建模，研究其对体折射率变化和表面生物膜厚度变化的响应，并考察尺寸与材料参数偏差对性能的影...
细菌性感染疾病严重威胁人类健康，及时、敏感地检测病原菌对识别污染和阻断传染病传播至关重要。传统细菌检测方法存在复杂、耗时、成本高及灵敏度不足等局限，因此发展新型生物传感器具有重要意义。无标记、全菌检测相比依赖荧光标记或细菌分子组分检测更具优势，可省去标记或提取目标组分所需的时间和成本。本文报道了一种基于干涉反射成像传感器（IRIS）...
凝血酶生成是血管损伤后血液凝血酶浓度发生动态变化的复杂且精细调控过程。为表征该过程的启动阶段，即凝血酶浓度处于纳摩尔每升范围，本文提出一种无标记光学适配体传感器。该传感器将硅一维光子晶体波纹波导结构与表面固定的凝血酶结合适配体相结合，以适配体作为生物识别元件。实验证明，该传感器能够特异性检测270 pmol/L至27 nmol/L范...
为利用无标记光学生物传感器测定生物分子浓度，通常需要测量自反应起点开始的连续信号，这在实际应用中并不方便。本文提出一种基于Langmuir吸附模型结合分数（fraction bound）方程的替代检测方法，通过待测样品与已知浓度参考样品在任意时间点的单次峰移比值，即可在预设误差范围内确定生物分子浓度。作者以链霉亲和素–生物素相互作用...
即时检测（POC）在个性化医学中展现巨大变革潜力。尤其器官移植患者需要POC检测以确保血清免疫抑制剂水平适当，从而维持移植物功能与存活。然而目前尚无适合监测免疫抑制剂水平的POC设备。利用超材料最新进展可推动POC检测突破。高对比度光栅（HCG）生物传感器是一种低成本、紧凑、易制作且易操作的结构，在基于表面的生物标志物检测中具有高灵...
全球医疗成本上升和疾病管理新需求推动低成本生物传感方式的发展，例如基于介电共振的无标记光子检测方法。本文利用导模共振（GMR）传感器兼具传感与成像的能力，在未稀释人尿中并行检测多种蛋白生物标志物，包括肌钙蛋白、降钙素原和C反应蛋白。该类生物传感器的关键要求是能够简单、直接地功能化合适抗体，以实现疾病特异性蛋白检测。研究中采用琥珀酰亚...
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...
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，...