A Scalable CMOS Molecular Electronics Chip for Single-Molecule Biosensing.
本工作报道首个 CMOS 分子电子芯片，并将其配置为生物传感器。主要传感元件是单分子“分子线”，由约 100 GΩ、25 nm 长的 α-螺旋肽构成，并集成到电流监测电路中。工程化肽链含有中心偶联位点，可连接 DNA、蛋白质、酶或抗体等探针分子，从而编程该生物传感器以检测与特定靶标分子的相互作用。在施加直流电压下，芯片以毫秒时间分辨...
Single-molecule biosensors: Recent advances and applications.
单分子生物传感器旨在满足在复杂生物体系中实时、高特异性和高准确度检测单个生物分子这一未满足需求，揭示群体方法在生理条件下无法分辨的单个分子独特性质。测量单个分子或其与生物伙伴相互作用的信号，不仅对癌症等疾病的早期诊断和治疗监测至关重要，也为未来即时检测设备和个体化医学提供巨大潜力。本综述总结并讨论了具有单分子灵敏度的纳米传感器在体外...
Photonic-plasmonic hybrid single-molecule nanosensor measures the effect of fluorescent labels on DNA-protein dynamics.
研究分子相互作用通常需将目标分子标记荧光报告基团，但荧光标记对分子动力学的影响长期缺乏替代方法而难以量化。本文开发了一种光子-等离子体混合“天线在纳米腔”单分子生物传感器，用于在无荧光标记条件下实时研究DNA-蛋白相互作用。该传感器基于硅基光子晶体纳米梁腔与金纳米颗粒天线构成的混合模式，兼具高Q因子和极小模式体积，可检测单个DNA与...
Quantification of the vascular endothelial growth factor with a bioluminescence resonance energy transfer (BRET) based single molecule biosensor.
眼部新生血管疾病如年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变、早产儿视网膜病变和视网膜静脉阻塞，均由缺氧诱导的血管内皮生长因子（VEGF）上调引起。由于眼内采样具有侵入性，目前眼内 VEGF 浓度与病理程度及抗 VEGF 疗效之间的关联仍有限，因此需要微创、可重复的 VEGF 定量方法。本文报道了三种基于增强生物发光共振能量转移（eBRE...
Mechanochemical Sensing: A Biomimetic Sensing Strategy.
现有生物传感器通常由生物识别单元和物理化学换能单元组成。特异性来自分析物与识别元件之间的特异性相互作用，而灵敏度往往依赖连接识别与转导的化学放大步骤。虽然化学放大可增强信号，但会增加流程复杂度、引入额外噪声，并使识别与转导在时空上分离，降低实时响应。本综述讨论力化学生物传感器这一仿生传感策略，利用力化学耦合克服上述问题。通过监测单分...
Stochastic protein interactions monitored by hundreds of single-molecule plasmonic biosensors.
本文报道一种基于数百根独立金纳米棒的等离子体生物传感器，具有单分子灵敏度，并可在暗场显微镜中实时同步监测。该方法无需标记分析物，即可对单分子相互作用进行统计分析。作者以抗体-抗原相互作用为模型，发现结合等待时间分布具有浓度依赖性并服从泊松统计。通过同时探测数百个纳米颗粒，传感器可覆盖约7个数量级的浓度动态范围，并可用于研究分子相互作...