生物传感器微通道中分析物与固定配体的结合反应常受扩散边界层限制，导致响应时间延长并影响整体性能。本文提出一种通过流体流动工程改善微流控生物传感器结合效率的方法。作者对微流控通道内方形截面长方体障碍物周围的流场变形进行数值研究，并利用这些变形模拟分析物向敏感膜的输运，以增强结合与解离过程。研究考察了障碍物距微通道入口的位置、平均流速和...
乳腺癌筛查与早期诊断是降低死亡率和治疗成本的关键，因此需要高灵敏、高选择性的方法检测生物样品中低丰度癌症生物标志物。本文报道了一种基于生物偶联自组装 pH 响应聚合物胶束的新型电化学生物传感器，用于乳腺癌早期检测。该胶束由 PEG-b-PTMSMA 两亲性嵌段共聚物自组装形成，疏水内核负载二茂铁分子作为电化学示踪剂，表面偶联抗 MU...
双模波导（BiMW）传感器是一种新型共光路干涉换能器，基于倏逝场检测原理，结合生物识别元件后可在无标记模式下直接检测生物分子相互作用。由于固有高灵敏度，它在环境监测、医学诊断和食品安全等领域具有成为强有力分析工具的潜力。BiMW传感器采用标准硅基工艺制备，可实现低成本生产，并满足现场检测（POC）所需的便携性和一次性使用要求。本章描...
本文报道一种外部力辅助近场照明生物传感器（EFA-NI biosensor），用于检测极低浓度生物物质。传感器利用近场光学在传感器芯片表面附近产生增强电场，目标分子被夹在偶联抗体的磁性微珠与偶联抗体的聚苯乙烯微珠之间形成免疫复合物。外部磁场将复合物拉入增强电场并横向推动，聚苯乙烯微珠在增强电场中产生散射光信号，由显微镜和冷却CCD相...
临床实验室中的定量免疫检测通常需要技术人员操作，耗时数小时且步骤繁多，所用仪器往往不可移动，患者样本必须送检，限制了其在实验室外场景中的应用。针对农村和资源有限地区医疗可及性不足的问题，作者开发了 Eigen Diagnosis Platform（EDP），一种基于巨磁阻（GMR）生物传感器技术的便携式定量免疫检测平台。该平台无需专...
岩藻毒素（OA）及其衍生物DTX-1和DTX-2是引起腹泻性贝类中毒的海洋生物毒素。目前常规监测依赖小鼠生物测定，但该方法技术可靠性差且涉及动物使用，因此需要便捷可靠的替代方法。本研究制备了一组抗OA单克隆抗体，并筛选出最适合用于表面等离子共振（SPR）生物传感器检测的抗体。所选抗体对DTX-1的交叉反应率为73%，表明其同时适用于...
克里米亚-刚果出血热（CCHF）是一种病死率较高的严重病毒性疾病，病毒在非洲、亚洲、中东和东南欧部分地区呈地方性流行。快速诊断对临床管理和防止人传人扩散至关重要。目前 CCHF 诊断主要依赖实时 RT-PCR 以及 ELISA 检测抗体或抗原，但这些方法需要专业人员操作和昂贵设备，不适合即时诊断（POC），且目前尚无 CCHF 的 ...
金属纳米粒子功能化石墨烯，尤其是负载金纳米粒子（Au NPs）的石墨烯，因独特光学与电学特性受到关注。本研究以植物化学物为温和还原剂，在室温下制备金纳米粒子修饰石墨烯（AuGrp）。反应中 Au3+ 先插入层状石墨烯片层，随后被还原为 Au NPs，并借助几何约束使石墨烯剥离。作者通过分子动力学模拟揭示了 Au NPs 与石墨烯层间...
本研究开发了一种用于氧化石墨烯片（GOS）基表面等离子共振（SPR）芯片的高灵敏度免疫检测传感器。该传感膜通过化学修饰 GOS 表面形成，具有可与牛血清白蛋白（BSA）强烈相互作用的共价键，因而灵敏度更高。与常规金膜传感器相比，GOS 膜基 SPR 芯片对 BSA 的浓度检测限提高 100 倍。在 100 μg/ml BSA 条件下...
本文报道了一种基于纳米抗体（Nanobodies, Nbs）的芯片式夹心免疫检测方法，用于人表皮生长因子受体2（HER2）胞外域检测。HER2过表达与侵袭性乳腺癌相关，是重要肿瘤标志物。Nbs来源于骆驼科重链抗体，分子量约15 kDa，具有小尺寸、高稳定性和可大肠杆菌表达等优点。检测中，捕获抗HER2纳米抗体通过EDC/NHS共价固...
本文设计了一种基于还原氧化石墨烯（RGO）和碳纳米管（CNTs）修饰丝网印刷金电极（GSPE）的电化学免疫传感器，用于微小 RNA（miRNA）检测。该传感器采用针对 DNA-RNA 杂交体的抗体作为免疫识别元件，并建立类似酶联免疫吸附试验（ELISA）的电化学放大策略：辣根过氧化物酶（HRP）偶联二抗与一抗结合，HRP/H2O2 ...
铁缺乏贫血影响全球约三分之一人群。本文报道利用铁氧化物纳米颗粒（IONPs）与光子晶体（PC）光学生物传感器检测血清铁蛋白（ferritin）的免疫诊断平台。研究用人肝铁蛋白、血清质控品和三种ELISA评估PC传感器的变异、回收率、检出限（LOD）和基质效应。PC传感器采用无标记、二级抗体夹心及IONPs功能化二级抗体（FpAb）模...
本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）和金色双锥纳米颗粒（AuBPs）的灵敏、选择性波长调制表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于牛免疫球蛋白M（IgM）检测。采用改进Hummers法合成GO片，长度约100–300 nm，并通过静电作用组装于胺修饰金膜上。GO具有较大比表面积和丰富含氧官能团，可高效固定兔抗牛IgM抗体。AuBPs...
本文报道了一种基于碱基堆积依赖DNA杂交的电化学生物传感器，用于蛋白质检测。该传感器以金电极为基底，表面固定巯基修饰捕获DNA；一对识别不同表位的抗AFP单克隆抗体分别偶联DNA1和DNA2，其中DNA2 5'端标记亚甲基蓝（MB）。当目标蛋白AFP存在时，两个抗体同时结合AFP，使DNA1与DNA2靠近并杂交形成茎环结构；随后DN...
荧光激活蛋白（FAPs）是一类新型荧光生物传感器平台，可用于蛋白质发现。现有 FAP 技术通常要求将 FAP 与目标蛋白进行重组融合，分子操作繁琐，限制了其应用与适应性。本文提出一种基于通用亲和试剂的替代策略，用于蛋白质检测。亲和试剂被工程化为双组分融合蛋白：特异性识别部分来源于 IgG 结合蛋白——金黄色葡萄球菌 Protein ...
本编辑前言旨在简要总结本专刊中关于有机电子生物传感器领域的最新科学与技术进展。生物传感器通常由生物识别元件（如抗体、酶、细胞等）与信号换能器组成，是一种稳健的分析装置。有机电子生物器件有望成为传统且成本较高的分析技术的可靠替代手段，应用于医学诊断、食品安全和环境污染物监测等领域。本文概述了识别元件的选择与固定、信号放大、器件制备工艺...
传统免疫分析常依赖荧光标记或显色反应，分析物输运以扩散为主，反应速率慢、检测时间长。本文集成交流电动力学与电化学阻抗谱（EIS），构建一种用于快速、灵敏、无标记检测的免疫芯片。在偏置交流电场下，交流电渗（ACEO）和正介电泳（DEP）可在数分钟内将分析物快速对流并捕获到 EIS 工作电极表面，使抗体–抗原（IgG–蛋白A）结合引起的...
本文报道在透明氧化铟锡(ITO)玻璃表面合成空心金纳米颗粒(HGNs)并用于局域表面等离子共振(LSPR)生物传感器。首先通过循环伏安法将硝酸银电沉积到ITO表面，形成无有机配体和表面活性剂的银纳米颗粒(AgNPs)模板；随后以氯金酸(HAuCl4)与AgNPs发生置换反应，得到金壳空心结构。HGNs的LSPR峰由AgNPs约480...
本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）的波长调制表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于人免疫球蛋白G（IgG）的免疫检测。以SPR金膜为基底，依次组装3-巯基丙酸（MPA）、聚烯丙基胺盐酸盐（PAH）和GO，形成带正电的修饰界面；GO通过静电作用吸附于金膜，其大比表面积和丰富羧基有利于抗体固定。经EDC/NHS活化后，山羊抗人IgG...
传统疾病诊断费时、费力且依赖昂贵仪器，限制了临床和居家即时检测。光盘（CD/DVD）具有廉价、易得的聚碳酸酯基底和金属反射层，可用作微阵列生物芯片；普通计算机光驱可改造为光学信号读取装置。本文综述了作者实验室基于光盘的生物检测研究：通过低功率紫外/臭氧处理活化聚碳酸酯表面，生成羧基等亲水反应基团；利用 PDMS 微流控通道网络在光盘...