高效固定捕获抗体对全球疫情暴发期间及时病原体检测至关重要。因此，我们提出一种具有核心功能结构域的硅结合蛋白（cSP），包含设计用于粘附二氧化硅表面的硅结合标签肽和串联蛋白G片段（2C2），用于有效捕获抗体。该创新实现抗体在二氧化硅表面的精确位点定向固定。我们将cSP应用于二氧化硅涂层光纤，创建光纤生物层干涉仪（FO-BLI）生物传感...
光学生物传感器是利用光学与光在生物分子过程中原理的专用分析器件。局域表面等离子体共振（LSPR）是金属纳米颗粒或纳米结构与入射光相互作用时发生的纳米光子学现象；表面增强拉曼光谱（SERS）基于拉曼散射，当分子位于特定设计纳米结构附近时放大其拉曼信号。本文系统综述了采用LSPR与SERS技术的光学生物传感器最新进展、基本原理和工作机制...
过去几年，DNA折纸技术凭借DNA分子无可比拟的自组装能力取得显著进展。作为高度可编程、可寻址且生物相容的纳米材料，DNA折纸已在细胞支架构建、抗菌药物递送和超分子酶组装等生物医学领域得到广泛应用。为拓展其应用场景，研究者开发了能够主动识别并定量报告靶标的DNA折纸结构。光学DNA折纸生物传感器因使用快速、灵敏且易于实施而具有前景，...
本研究开发了一种光流控芯片，将导模共振（GMR）传感器集成于微流控芯片中，实现血浆分离与白蛋白无标记检测。微流控芯片内置沉降室，利用血液组分密度差异分离血浆；全血以两阶段受控流速注入，血细胞被截留在沉降室，仅血浆进入GMR传感区。GMR传感器采用塑料复制模塑工艺制备，体相折射率灵敏度为175.66 nm/RIU。表面固定抗白蛋白抗体...
磺胺类抗生素是最早上市的合成抗生素，至今仍广泛用于人畜医学。由于大量使用、不当处置及污水处理厂降解能力有限，磺胺类药物在环境中持续累积，危害生态系统并加速耐药性发展。实验室色谱和光谱方法虽可灵敏检测，但缺乏现场、低成本传感技术。本文利用功能化弹性水凝胶微球在特异性结合时易形变的特性，建立磺胺类抗生素快速、简便检测的光学生物传感方法。...
幽门螺杆菌（H. pylori）是一种在人类人群中感染率很高的常见病原体。准确诊断其感染对于治疗、根除和预后评估非常重要。生物传感器已被证明可用于病原体的快速现场检测，尤其适用于即时检测（POCT）场景。本文提出一种新型光学生物传感器，该传感器基于纳米多孔硅（PSi）和光子表面态Tamm等离激元极化激元（TPP），用于检测幽门螺杆菌...
生物传感器用于生物分子的特异性与高灵敏检测。传统方法通常将待测分子固定于捕获分子上，并依赖额外标记实现光学读出，这会增加应用相关的处理步骤；而许多无标记相互作用检测在检测性能上存在妥协。本文提出一种新型成像衍射生物传感器，由衍射生物传感器芯片和配套光学读取装置组成。该系统可在单张综合图像中捕获完整检测过程，以无标记方式检测多种分子。...
准确高效的免疫检测需求推动了精密高通量分析方法的发展。本文提出一种基于弱测量界面传感器的免疫检测新方法，为高通量分析提供解决方案。弱测量是一种精密量子测量方法，通过合适的预选择与后选择态，在弱相互作用中放大系统的弱值。为实现多样品同时分析，作者开发了具有六条流道的芯片，可同时进行六项免疫检测。通过实时分析流道图像并计算相对强度，可对...
《生物医学光学快报》特刊“生物医学应用中的光学生物传感器进展”系统介绍了光学生物传感器在医学诊断、生物分析和个性化医疗中的最新研究。随着对高灵敏、无标记和实时检测生物分析物需求的增长，光学生物传感器已成为重要器件。本特刊收录26篇论文，涵盖光纤生物传感器、等离子体生物传感器、光子晶体生物传感器、回音壁模式生物传感器、纳米材料、光学微...
光学生物传感器在过去40年间至少经历了三种不同系统架构的演进：从“样品进、答案出”的台式/便携式检测系统，到将完整光学生物传感器嵌入样品内部，再到仅将识别模块嵌入样品、由外部光学设备对识别模块进行光学检测。本文作为趋势性综述，概述了这三种系统架构的演化过程，并讨论它们如何被应用于解决多种场景中的测量难题。文章还提出第四种潜在架构——...
本文提出并演示了一种用于检测SARS-CoV-2核衣壳蛋白的高灵敏度硅微环（Si MRR）光学生物传感器。该传感器在SOI基底上采用CMOS兼容工艺制备Si MRR波导，并在波导表面通过Si标记蛋白定向固定IgG抗体。目标蛋白与抗体特异性结合后吸附于波导传感窗表面，引起波导有效折射率变化，进而导致MRR共振波长发生偏移；通过监测透射...
本文报道了一种基于共振光学隧穿效应（ROTE）的生物传感器，用于检测癌胚抗原（CEA）。该设计中，传感通过倏逝波与固定在传感器表面的 CEA 相互作用实现。当 CEA 与抗 CEA 抗体结合时，会改变传感器表面的有效折射率，引起共振波长偏移；该偏移可通过同一模式下法布里-珀罗（FP）腔与 ROTE 腔的级联耦合加以识别。实验结果表明...
新生儿黄疸是婴儿最常见的问题之一，主要表现为皮肤或巩膜黄染，通常由血清胆红素升高（约2.0–2.5 mg/dL以上）引起。若未及时处理，高胆红素血症可导致胆红素脑病、听力损伤等严重神经并发症。传统诊断依赖有创血清总胆红素检测，而视觉评估虽简便但主观性强。本文系统综述了用于新生儿黄疸检测的有创与无创生物传感器研究进展，涵盖电化学、光学...
光学生物传感器在许多应用中依赖流体腔实现受控液体输送，而完全液体置换对获得准确可靠结果至关重要。不同光学生物传感器的流体腔构型、体积和流速差异很大，目前缺乏标准化置换指南。本文针对斜入射反射率差（OI-RD）生物传感器，利用 COMSOL Multiphysics 有限元软件模拟两种流体腔中的液体置换过程，研究完全置换所需最小液体体...
传统血氧测量通常采用多波长比率法，但该方法假设吸收随波长变化，而组织散射同样随波长变化且不可忽略，因而存在固有误差。作者发现，在圆柱形组织周围存在一个特定角度，即等光程点（IPL），该位置再发射光强度不受组织散射影响，因此可将吸收与散射分离，从而提取血氧饱和度。本文设计了一种光学生物传感器，采用单个 655 nm 红色 LED 和多...
本文提出一种基于马赫-曾德尔干涉原理的新型实时光学相位传感方法，用于检测人血清中钙网蛋白（calreticulin，CRT）水平。该方法利用抗CRT抗体捕获血清中的CRT分子，使测量臂和参考臂均发生相位变化；在弱测量框架下引入弱放大，可实时连续监测CRT响应，并在皮摩尔水平精确测定血清CRT含量。与传统免疫学或生化方法相比，该弱测量...
本文报道了一种基于微环谐振器（MRR）阵列的无标记光学传感系统，用于人血清白蛋白（HSA）检测。传感环表面经APTES硅烷化、EDC/NHS交联和PAMAM修饰后固定抗HSA抗体，使HSA特异性结合于微环倏逝场区域。当HSA结合时，局部折射率改变导致微环有效折射率变化，谐振波长发生漂移；系统通过波长询问实时监测相对漂移实现定量检测。...
脓毒症是危及生命的全身炎症反应，需要在“黄金一小时”内经济、准确、快速检测生物标志物以降低患者死亡率。本文提出一种低成本波导增强纳米金链式免疫测定（WENLISA），基于纳米等离子体波导生物传感器，用于快速、高灵敏检测脓毒症相关炎症标志物降钙素原（PCT）。为降低检出限，采用夹心法：捕获抗体固定于波导表面，检测抗体偶联金纳米颗粒，与...