复杂疾病源于相互作用生物分子网络，但多数分析技术只能同时测量有限相互作用。本文提出一种啁啾导模共振（cGMR）光子生物传感器阵列，用于数百个传感位点的多路、无标记生物分子动力学分析。该平台在单芯片上集成322个光子传感器，采用CMOS工艺制造，具有较高重现性（波长灵敏度36.8像素/纳米，标准差1.37像素/纳米）。分子结合引起的光...
随着对紧凑、低成本即时诊断生物传感器需求增加，本研究开发了一种基于铂（Pt）纳米颗粒-聚合物复合基质并功能化肌酐酶级联的新型化学阻性生物传感器。该传感器通过酶促反应生成过氧化氢（H2O2），H2O2在Pt纳米颗粒界面发生氧化还原反应，引起传感层电阻变化，从而检测肌酐。将金属纳米颗粒浓度设计在渗流阈值附近，可促进电子通过跳跃和隧穿机制...
人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种逆转录病毒，主要攻击CD4细胞，破坏机体天然免疫防御并削弱抗病能力。本文提出一种用于检测HIV的太赫兹光子晶体光纤（PCF）生物传感器。该传感器以Zeonex为基底，采用矩形核心和包层空气孔结构，通过光纤内表面固定HIV特异性抗体，使体液中的HIV抗原或抗体与识别元件结合，引起局部折射率变化，进而改变...
开发简单、低成本且高灵敏高特异生物传感器是应对全球健康挑战的关键。本文报道了一种超灵敏咖啡环生物传感器，利用两个静止液滴蒸发形成具有不对称纳米等离子图案的咖啡环，在12分钟内检测低至3 pg/mL的疾病相关蛋白。实验中，含蛋白样品滴在纳米纤维膜上干燥，使生物标志物在咖啡环处预浓缩；随后在重叠区域滴加含功能化金纳米壳（GNShs）的等...
基于受体的生物传感器常因分析物扩散缓慢而导致检测时间延长，且现有增强扩散的方法往往复杂昂贵。针对该问题，本文提出一种快速、低成本的凹形磁响应水凝胶盘（CMDs）制备方法：通过简单移液将交联剂直接滴加到含聚合物的液滴上，在显微镜玻璃片上即时形成凹形水凝胶盘。该方法可即时制备并定制水凝胶的孔隙率、磁响应性及嵌入颗粒，并可与微阵列打印机兼...
在 SARS-CoV-2 持续传播及新变异株不断出现的背景下，快速、准确、频繁检测的需求日益增加。奥密克戎变异株临床表现与其他常见呼吸道感染更为相似，同时检测多种潜在病原体有助于区分 SARS-CoV-2 感染与其他症状重叠疾病，对个体化治疗和疫情控制具有重要意义。本文报道了一种基于亚波长光栅微环谐振器（SUMIRR）的 SARS-...
体液细胞因子水平升高与多种疾病相关，低浓度检测这些细胞因子生物标志物有助于临床早期诊断。本文报道了一种基于非对称几何结构二硫化钼（MoS2）二极管的生物传感器，用于快速、无标记、高灵敏且特异性地检测促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）。该传感器表面功能化 TNF-α 结合适配体，可检测低至 10 fM 的 TNF-α，远低于健...
世界卫生组织宣布新冠疫情为流行病后，快速诊断试剂盒的重要性再次凸显。本文报道了一种轻便、可现场部署的生物传感器，采用基于纳米孔阵列的等离子体芯片并集成无透镜成像框架，用于病毒无标记检测。该平台利用高量子效率CMOS相机，在光谱调谐至纳米孔阵列等离子体模式的LED均匀照明下，监测纳米孔阵列的衍射场图案。以H1N1猪流感病毒为例，作者成...
本文报道了一种基于单颗粒干涉反射成像传感器（SP-IRIS）的可配置数字病毒计数器，用于实时多路病毒检测。作者将DNA导向抗体固定（DDI）技术应用于SP-IRIS芯片：先在硅-二氧化硅芯片表面点样不同单链DNA探针，再流入抗体-DNA偶联物，通过DNA-DNA杂交将芯片转化为多路抗体阵列。该阵列在一次性微流控卡盒中实时检测三种表达...
缺血性卒中患者血清中细胞纤连蛋白（cellular fibronectin, c-Fn）水平较高，而重组组织型纤溶酶原激活剂（rtPA）溶栓治疗的决策时间窗短（<4.5 h），给即时诊断（PoC）平台开发带来挑战。作者报道了一种基于磁阻生物传感器平台的病例分层方法，可在临床相关时间窗内用少量血清定量 c-Fn。该平台采用不同比例的生...
磁传感器在生物医学应用中具有巨大潜力，尤其适用于磁标记生物分子和细胞的检测。基于平面霍尔效应传感器相比其他磁传感器具有更优热稳定性的优势，作者设计了一种无需外加磁场即可检测磁标签的便携式生物传感器平台。该三层传感器由 Ta(5 nm)/NiFe(10 nm)/Cu(x=0–1.2 nm)/IrMn(10 nm)/Ta(5 nm) 组...
本文报道了一种与智能手机兼容的低成本多孔硅生物传感器，其核心是将多孔硅微腔（PSiM）的结构色与光谱强度相关联。当目标分子被捕获并进入PSiM孔道时，多孔硅有效折射率发生变化，引起反射光谱位移和可见结构色变化；该变化可通过智能手机相机图像分析进行量化。系统仅需带通滤波器和3D打印盒等最少外部附件，利用手机LED闪光灯作为光源、手机相...
即时基因表达分析对快速疾病诊断具有重要意义，但传统技术受限于多重检测能力、设备体积和成本。本文提出一种基于巨磁阻（GMR）生物传感器阵列的基因表达分析平台，通过低成本磁检测实现多重转录本的检测与定量。本研究表征了聚合酶链式反应（PCR）扩增互补 DNA（cDNA）在 GMR 上对参考基因 GAPDH 的灵敏度、动态范围和定量准确性。...
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）缺乏是全球最常见的酶病，但缺乏可靠的床旁定量检测。本研究在孟加拉国招募已知G6PD状态的参与者，评估两种新型定量G6PD即时诊断：Biosensor（BS，AccessBio/CareStart）和STANDARD G6PD（SG，SDBiosensor），并以分光光度法为参考。共入组158人，15...
本文报道一种低成本光学腔生物传感器，采用差分检测方法用于即时医疗诊断。为验证无标记实时传感能力，检测生物素化牛血清白蛋白（BSA）。链霉亲和素被引入光学腔结构并固定于3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）修饰表面；用去离子水冲洗未结合链霉亲和素后，引入未标记生物素化BSA。CMOS相机实时采集穿过光学腔传感区的780 nm和850 n...
大多数以抗体为识别元件的生物传感器在高温、有机溶剂或蛋白酶等恶劣环境中因抗体变性而失效，并需严格储存条件，限制了其在即时诊断和资源有限场景中的应用。本研究利用金属有机框架（MOF）封装来保持偶联至纳米换能器上的抗体生物功能，系统考察了MOF涂层生长时间、表面形貌、厚度及前驱体浓度等参数对干、湿环境中不同蛋白变性条件下保存效果的影响。...
本文提出一种用于即时诊断的低成本光学腔生物传感器，采用差分检测方法。光学腔由两面部分反射镜（薄金属层）构成，样品流体中的生物标志物与固定于腔内的特异性生物受体结合后，会改变局部折射率，使共振响应曲线发生移动。系统不使用昂贵光谱仪或可调谐激光器，而是用低成本激光二极管在指定波长提供探测光，并用CMOS相机测量光强，从而实现无标记、低成...
本文报道了一种柔性、轻质、可一次性使用的多壁碳纳米管（MWCNTs）-氧化锌（ZnO）纳米纤维化学电阻生物传感器，用于无标记检测疟疾生物标志物组氨酸富集蛋白II（HRP2）。传感平台通过在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底上光刻源漏电极，并在电极间滴铸纳米纤维形成。MWCNT-ZnO纳米纤维通过静电纺丝和煅烧制备，煅烧在纤维表面...
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...
本文报道一种基于叉指电极（IDE）的无标记亲和型电容生物传感器，用于核酸检测。作者优化了巯基化 DNA 探针的纯化与固定流程，以减少商业探针中污染物对金电极表面自组装的影响，并在清洁后的金微电极上共价固定基于西尼罗病毒 Kunjin 株序列的 24 核苷酸单链 DNA 探针。传感器通过测量 IDE 间双电层电容变化来识别互补靶 DN...