Evaluation of Kinetics Using Label-Free Optical Biosensors.
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...
Thermotropic Liquid Crystal-Assisted Chemical and Biological Sensors.
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...
On Chip Protein Pre-Concentration for Enhancing the Sensitivity of Porous Silicon Biosensors.
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...
Recent Progress in Optical Biosensors Based on Smartphone Platforms.
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...
Antibiotic-induced release of small extracellular vesicles (exosomes) with surface-associated DNA.
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，...
Imaging sympathetic neurogenic Ca
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...
Perspectives on optical biosensor utility in small-molecule screening.
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...
Transport Effects on Multiple-Component Reactions in Optical Biosensors.
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...
Optical biosensor optimized for continuous in-line glucose monitoring in animal cell culture.
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...
Measuring kinetic rate constants of multiple-component reactions with optical biosensors.
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...
Measuring Protein Interactions by Optical Biosensors.
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...
Thermodynamics of interactions between mammalian cytochromes P450 and b5.
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...
Biosensors based on Bloch surface waves in one-dimensional photonic crystal with graphene nanolayers.
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...
Rapid and label-free detection of protein a by aptamer-tethered porous silicon nanostructures.
金黄色葡萄球菌分泌并展示于细胞膜上的蛋白A（Protein A, PA）是鉴定该病原体的重要生物标志物，其快速、特异检测有助于感染识别和治疗决策。本文报道一种简单、无标记、快速的光学生物传感器，用于特异性检测蛋白A。蛋白A结合适配体（PAA）作为捕获探针，通过氨基偶联化学固定在纳米结构氧化多孔硅（PSiO2）薄膜上；多孔硅薄膜作为光...
Microshell Arrays Enhanced Sensitivity in Detection of Specific Antibody for Reduced Graphene Oxide Optical Sensor.
蛋白质-蛋白质相互作用在生物分子研究中具有重要意义。本文报道了一种基于还原氧化石墨烯微壳（RGOM）的光学生物传感器，用于山羊抗兔免疫球蛋白G（goat anti-rabbit IgG）的实时无标记检测。该传感器通过单分散聚苯乙烯（PS）微球单分子层自组装，结合氧化石墨烯（GO）旋涂与高温还原制备RGOM，并利用EDC/NHS化学活...
Non-invasive, in vitro analysis of islet insulin production enabled by an optical porous silicon biosensor.
本文报道了一种基于多孔硅（pSi）的无标记光学生物传感器，用于检测胰岛素。研究分别以胰岛素抗体和适配体作为识别元件，独立设计并优化了两套平行传感界面。两种生物识别元件均通过酰胺偶联共价固定于热氢化硅烷化多孔硅表面，未反应位点用聚乙二醇（PEG）封闭，以提高稳定性并降低非特异性污染。采用干涉反射光谱（IRS）在不同介质（含血清与不含血...
ZnO films formed by atomic layer deposition as an optical biosensor platform for the detection of Grapevine virus A-type proteins.
本文设计了一种新型高灵敏光学生物传感器，用于检测葡萄病毒A型（Grapevine virus A-type, GVA）蛋白，即GVA抗原。该传感器基于原子层沉积（atomic layer deposition, ALD）制备的氧化锌（ZnO）薄膜。ZnO薄膜具有良好的表界面结构性质，可直接固定抗GVA抗体，形成对GVA抗原敏感的生物...
Optical detection of different phenolic compounds by means of a novel biosensor based on sol-gel immobilized laccase.
本文报道了一种基于溶胶-凝胶固定漆酶的新型光学生物传感器，用于检测不同酚类化合物。来自 Trametes versicolor 的漆酶被固定于光学透明的二氧化硅溶胶-凝胶基质中，并通过傅里叶变换红外光谱及小波算法证实固定成功。该传感器利用漆酶催化酚类氧化后产物在 425 nm、375 nm 和 400 nm 处的吸收变化，分别测定对...
Mobile phone-based biosensing: An emerging "diagnostic and communication" technology.
本综述系统讨论智能手机及类似便携设备在生物传感中的应用进展，重点阐述“诊断与通信”（DCT）技术。手机内置高清相机、环境光传感器、存储器、Wi-Fi/蓝牙/NFC/GPS等通信模块，可作为显示、控制、信号采集与数据传输平台；结合生物传感识别与信号转换技术，可构建便携、低成本、用户友好的即时检测系统。文中指出纸基平台是当前报道最多的载...
A multichannel smartphone optical biosensor for high-throughput point-of-care diagnostics.
当前已报道的智能手机光谱仪通常只能一次监测或测量一个样品。本文首次提出一种多通道智能手机光谱仪（MSS），并将其作为可同时光学传感多个样品的光学生物传感器。作者开发了一种在智能手机上实现纳米级分辨率多通道光谱传感的新方法：3D打印支架固定智能手机及光学组件，通过特定波长光强变化或光谱偏移进行准确可靠测量；定制多视图App用于控制光学...