开发了一种用于定量人血清中特异性循环自身抗体的自身抗原压电传感器。该传感器基于带耗散监测的石英晶体微天平（QCM-D），在其表面共价固定 TRIM21 和 TROVE2 自身抗原，从而实现对系统性红斑狼疮（SLE）诊断与预后相关自身抗体的选择性测定。以半数抑制浓度（IC50）表征的灵敏度分别为抗 TRIM21 抗体 1.51 U/m...
抗菌药物耐药性（AMR）已成为重大全球公共卫生问题，亟需高灵敏、快速的诊断技术。传统细菌培养监测方法耗时长、劳动密集。本文报道一种镁锌氧化物（MZO）纳米结构修饰的石英晶体微天平（MZOnano-QCM）生物传感器，用于动态监测抗菌药物对大肠杆菌（E. coli）和酿酒酵母（S. cerevisiae）的作用。MZO纳米结构通过金属...
在非质量响应压电生物传感器中，生物信息来源于串联检测电极与生物体或生物培养物理场之间的相互作用，因此电极的电学参数会直接影响传感器信号。本研究利用 COMSOL Multiphysics 多物理场分析工具对微电极的电场分布进行模拟，结果表明电场空间分布受电极指宽和电极间距影响。作者进一步测试了与环形微电极串联构建的压电传感器的特征响...
人基质金属蛋白酶9（MMP-9）属于锌依赖性肽键水解酶家族，参与细胞外基质降解。临床上，血清MMP-9水平升高与心血管功能障碍、中枢神经系统生理与病理、神经精神障碍、脑肿瘤相关退行性疾病以及兴奋性毒性/神经炎症过程有关。由于该蛋白在诊断中备受关注，建立灵敏方法检测MMP-9以实现多种代谢异常早期诊断的努力正在迅速增加。在此背景下，生...
红细胞膜及细胞骨架决定红细胞变形性与稳定性，糖尿病会改变红细胞机械性质并促进其与内皮细胞黏附，参与血栓和血管并发症。现有免疫荧光、光学显微、CCK-8、FRET 等方法多为终点检测或需外源标记，难以实时无标记监测红细胞黏弹性。本文提出基于石英晶体微天平带耗散监测（QCM-D）的压电生物传感器，实时、无创、无标记地研究糖尿病红细胞与正...
本研究采用重力式压电石英晶体微天平（QCM）生物传感器，研究内毒素（脂多糖，LPS）与低分子量壳聚糖（5.5 kDa）、其N-酰化衍生物以及壳聚糖脂质体之间的相互作用。作者优化了在石英谐振器表面固定LPS构建生物识别层及传感器再生的条件，使传感器能够以无标记方式实时监测结合事件引起的界面质量变化。基于石英晶体谐振频率变化数据，测定了...
本文报道了一种基于 SiO2/ZnO 纳米线（NW）纳米发电机（NG）的高稳定压电免疫球蛋白生物传感器，可作为自供电/主动生物传感器使用。SiO2/ZnO NW NG 产生的压电输出不仅能为器件提供驱动电源，还可作为检测免疫球蛋白 G（IgG）的传感信号。器件稳定性很高，相对标准偏差（RSD）为 1.20%–4.20%，IgG 检出...
本文报道一种新型石英晶体微天平（QCM）蛋白检测平台，以溶菌酶为模型蛋白。为提升 QCM 灵敏度，首次将生物催化沉淀（BCP）反应与链断裂循环（nicked circling/strand-scission cycle）及滚环扩增（RCA）联合用于适配体传感器。首先，固定在羧基磁珠上的溶菌酶适配体与互补寡核苷酸 S1 杂交；加入溶菌...
乳腺癌发病率高，现有乳腺摄影、MRI、活检等方法存在漏检、有创、成本高或难以早期发现等局限，血清检测还有传播风险。本文综述并提出了用于乳腺癌早期筛查的便携式生物传感器设计蓝图。该设计以唾液为无创样品基质，利用乳腺癌患者体内自发产生的抗 ATP6AP1 自身抗体作为特异性标志物；将 ATP6AP1 蛋白固定于石英晶体微天平表面，当唾液...
由于农药在农业生产中大量使用，公众通过食品和环境暴露于农药残留的风险增加，因此开发快速、低成本、可现场使用的农药检测方法具有重要意义。传统气相色谱或液相色谱-质谱法准确可靠，但样品前处理复杂、耗时且成本较高。压电生物传感器因结构简单、仪器成本低、可实时无标记检测且通常灵敏度较高，成为农药检测的重要替代方案。本文综述了基于石英晶体微天...
压电生物传感器已广泛用于生物分子的超小质量检测。基于锆钛酸铅（PZT）压电材料可通过不同几何构型形成多种组成，有利于开发高频谐振器，并在提高检测限的同时测量极微小质量变化。本研究采用旋涂法和背面蚀刻工艺制备压电生物传感器，以改善其压电特性。结果表明，250 µm×250 µm 工作尺寸具有最优异的压电特性，电容可调性约为38.56%...
本研究采用脂质基方法在石英晶体微天平（QCM）表面固定DNA探针，制备了一种压电DNA生物传感器。首先，在QCM电极上构建由十八烷硫醇自组装单分子层和含生物素化磷脂的脂质单分子层组成的杂化双分子膜，从而在电极表面引入生物素基团；随后依次固定亲和素和生物素化DNA探针，形成可用于序列特异性DNA检测的无标记传感界面。该传感器在反复表面...
本文报道了一种快速、简便的石英晶体微天平（QCM）脂质体功能化方法。作者将含1,2-二棕榈酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DPPC）和棕榈酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（NSP）的脂质体直接涂覆于裸金QCM表面，制备出表面呈现NHS酯基团的脂质双层。该方法利用储存的脂质膜，整个功能化过程可在1 h内完成，避免了传统EDC/NHS化学法中耗时且...
随着纳米技术的发展，蛋白质和病原体等超小质量的检测成为可能。无标记、高灵敏生物传感器可将分子识别事件转换为可检测的物理量，微悬臂梁（MC）系统在其中发挥重要作用。然而，现有生物传感器成本高昂，且多依赖昂贵、笨重且难以液相微型化的光学读出系统。本文提出一种自感知压电微悬臂梁检测技术，利用自感知电容桥对压电微悬臂梁施加谐波激励，使其在动...
本文报道了一种以锆钛酸铅（PZT）陶瓷谐振器为换能器的新型压电生物传感器，用于无标记、低成本、直接检测癌症生物标志物。作者设计了双传感方案，将两枚陶瓷谐振器并联，其中一枚作为传感单元，另一枚作为控制单元，以减小温度波动等环境影响并满足生物传感所需的频率稳定性。以前列腺特异性抗原（PSA）和甲胎蛋白（AFP）为模型抗原评价了传感器性能...
灾害中血液捐赠可挽救生命，但紧急情况下现场献血需快速、准确检测血源病原体，包括人类免疫缺陷病毒1型和2型（HIV-1和HIV-2）。PCR和酶联免疫吸附试验（ELISA）虽精确，但耗时且依赖复杂设备，不适合紧急即时检测。本文报道一种基于压电材料并功能化抗HIV-1和HIV-2特异性抗体的原型生物传感器。该传感器可在简单及复杂溶液（包...
本文报道了一种基于RNA适配体识别与金纳米粒子信号放大的石英晶体微天平（QCM）茶碱生物传感器。首先，将设计的小单链RNA探针RNA1通过硫醇连接臂自组装固定于QCM金电极表面；随后，互补链RNA2在茶碱存在下与RNA1发生杂交，形成具有茶碱识别单元的双链RNA复合物，使晶体表面质量增加并引起QCM频率变化，从而获得与茶碱浓度相关的...
本文首次表明，使用三(2-羧乙基)膦（TCEP）还原抗体所得的半抗体片段，在剪切模式谐振质量传感器上产生的响应大于物理吸附全抗体或经蛋白G固定的全抗体。通过抗原结合响应证明还原抗体保留了抗原结合区。还原过程暴露抗体中的天然硫醇基团，使其能够以适合抗原结合的正确取向直接化学吸附在金涂层传感器表面。在石英晶体微天平（QCM）上比较使用T...
本文报道了一种用于核糖核酸酶A（RNase A）检测的新型石英晶体微天平（QCM）生物传感器，具有较高选择性和灵敏度。以2,2,3,4,4,4-六氟丁基甲基丙烯酸酯（HFBMA）为主基质单体、N-甲基丙烯酰组氨酸（MAH）为功能单体、三甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TRIM）为交联剂，在QCM电极表面原位制备大孔蛋白印迹膜。采用碳酸钙纳米...
本文提出一种基于氧化锌（ZnO）纳米结构修饰石英晶体微天平（QCM）的生物传感器，用于在标准细胞培养环境中非侵入、动态监测牛主动脉内皮细胞（BAEC）的粘附与增殖。该传感器由常规QCM构成，其传感电极上直接生长ZnO纳米结构，并置于细胞培养孔中。作者比较了不同形貌ZnO表面的细胞粘附情况，选择粗糙形貌作为BAEC培养的最优界面。与标...