水溶液中福尔马林污染具有重大健康与环境风险，需要快速灵敏的检测方法。本研究提出一种基于多功能金属–绝缘体–金属（MIM）纳米环结构的等离激元光学生物传感器/折射率传感器，用于福尔马林检测。该设计包含嵌套纳米环、垂直臂和反射金属层，可实现强电磁场限制与多共振工作。有限差分时间域（FDTD）模拟显示四个共振模式，灵敏度分别为1289.3...
本文提出并理论模拟了一种基于开环谐振器（SRR）的多模折射率（MMRI）等离子体光学传感器，用于检测多种脑癌细胞。该传感器采用有限差分时间域（FDTD）方法模拟，在1500–3500 nm反射谱中呈现双共振模式，实现了多模等离子体生物传感。通过详细参数分析，优化关键尺寸参数，并利用金、银、铝的共振特性实现可调且高灵敏的光相互作用。第...
世界卫生组织近期将食物列为SARS-CoV-2潜在传播途径，在新冠疫情背景下需要快速、灵敏、低成本的检测方法。生物传感器因可克服标准技术局限而成为大规模检测的可行替代。本文研究巯基功能化球形金纳米颗粒（AuNPs）负载寡核苷酸检测SARS-CoV-2，并展示其作为等离激元纳米生物传感器的潜力。采用环介导等温扩增（LAMP）直接扩增含...
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...
本研究考察葡萄糖和葡萄糖氧化酶（GOD）对直径10–13 nm金纳米粒子（Au NPs）紫外-可见吸收光谱的影响，旨在改进基于这些粒子表面等离子共振（SPR）的光学葡萄糖监测方法。在模拟人唾液葡萄糖浓度范围内配制不同浓度葡萄糖水溶液，并采用两种加样顺序：先将葡萄糖加入金纳米胶体后再加入GOD，以及先将葡萄糖与GOD混合后再加入金纳米...
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...
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...
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...
登革病毒非结构蛋白1（NS1）在感染患者血液样本中循环，可用于登革感染的早期诊断。本文报道利用直长程表面等离子体波导（LRSPP）检测感染患者血浆中天然存在的登革NS1抗原。研究采用三种商品化抗NS1单克隆抗体作为识别元件，并比较其检测性能。作者采用与常规登革NS1捕获酶联免疫吸附试验（ELISA）相似的阳性/阴性比值指标评价结果。...
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...
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长程表面等离子体极化激元（LRSPP）波导的光学生物传感器，用于检测完整人红细胞表面的血型A抗原。传感器由嵌入CYTOP的直金波导和刻蚀流体通道构成，金波导通过16-巯基十六酸（16-MHA）自组装单分子层形成羧基表面，并经碳二亚胺化学偶联抗A免疫球蛋白G（anti-A IgG）。实验中依次将O、B、A和AB型红细...
提出并开发了一种基于局域表面等离子共振（LSPR）的光学生物传感器，其核心为多斑点铜帽纳米颗粒阵列（MC-NPA）芯片。铜薄膜作为壳层，以帽状结构有序覆盖在作为芯的二氧化硅纳米颗粒顶部，形成“铜帽纳米颗粒阵列芯片”。通过控制沉积铜壳厚度，系统研究了该纳米结构的等离子体光学性质，并定量评估了芯片对体相折射率（RI）变化的灵敏度。结果显...
本文首次报道了一种基于局域表面等离子共振（LSPR）的新型多通道无标记光学生物传感器。该传感器采用不同长径比的金纳米棒（AuNRs）作为光学换能元件，并将其固定在玻璃片上，以消除悬浮纳米粒子浓度变化带来的干扰。五种金纳米棒的纵向等离子体峰分别位于532、613、700、779和935 nm，可在530–940 nm范围内形成多个可分...