Magnetotactic Bacteria: Magnetism Beyond Magnetosomes.
磁致细菌因独特的磁性行为及其在纳米计量、热疗和生物传感器器件中的潜在应用而受到关注。其共同特征是菌体内含有称为磁小体的磁性纳米颗粒，通常由磁铁矿（Fe3O4）或硫磁铁矿（Fe3S4）晶体组成。磁小体帮助细菌沿地磁场定向并寻找适宜栖息环境，但其形成与发育机制尚未完全阐明。本研究培养并纳米尺度表征了 Magnetospirillum m...
Phase-segregated Membrane Model assessed by a combined SPR-AFM Approach.
模型生物膜可提供复杂生物膜性质的有价值见解。在多种技术中，表面等离子共振（SPR）可无标记分析生物活性分子与生物膜的相互作用，其实验装置可模拟生物环境。然而，仍需要能在生物传感器芯片上制备具有可重复结构和功能特性的稳定支持膜系统的方案。本文提出一种简单的SPR基底修饰方案，可形成相分离的支持脂质双分子层（SLB）。SLB由纯磷脂（D...
Measuring the Adhesion Forces for the Multivalent Binding of Vancomycin-Conjugated Dendrimer to Bacterial Cell-Wall Peptide.
多价配体-受体相互作用是靶向纳米偶联物设计的基础，但多价结合背后的物理黏附力仍缺乏系统理解。本研究以第5代聚酰胺胺（G5 PAMAM）树状大分子为多价支架，设计三种万古霉素（Van）偶联物 G5(Van)n（n=0、1、4），用于细菌靶向，并采用表面等离子共振（SPR）光谱和原子力显微镜（AFM）评价其与细菌模型表面的结合亲和力和黏...
Electrochemical and AFM Characterization of G-Quadruplex Electrochemical Biosensors and Applications.
富含鸟嘌呤的DNA序列能够形成G-四链体，参与重要生物过程，并作为智能自组装纳米材料在DNA纳米技术和生物传感技术中日益受到重视。G-四链体电化学传感器尤其受到关注，因为电化学响应对其从单链、双链或发夹结构转变为G-四链体构象的结构变化特别敏感。此外，越来越多兼具G-四链体刚性与自组装多样性和适配体高特异结合能力的G-四链体适配体，...
Measuring of Adhesion Force in the Cell-Cell System Based on Atomic Force Microscopy Technology.
本研究开发并验证了一种基于人全血淋巴细胞和无尖端钛悬臂梁的生物传感器芯片制备方法，用于原子力显微镜力谱技术下细胞—细胞体系中分子间黏附力的测量。将新鲜全血经离心分离获得白细胞和红细胞悬液，以明胶作为固定介质，在光学显微镜下将无尖端悬臂梁压附单个淋巴细胞，形成细胞生物传感器；随后在力谱模式下分别记录其与粒细胞、红细胞接触时的力—距离曲...
The interaction between BSA and DOTAP at the air-buffer interface.
本文研究了牛血清白蛋白（BSA）与阳离子磷脂 1,2-二油酰-3-三甲基铵丙烷（DOTAP）在气-缓冲液界面的相互作用，考察了不同亚相 pH（3、5、10）对结合机制和动态行为的影响。通过表面压-平均分子面积（π-A）等温线和表面压-时间（π-t）渗透动力学测量发现，随着 BSA 浓度增加，DOTAP 单层 π-A 等温线向更大平均...
Molecular mechanisms of action of sphingomyelin-specific pore-forming toxin, lysenin.
lysenin（鞘磷脂特异性成孔毒素）是一种来源于蚯蚓的毒素，能特异性结合鞘磷脂（SM），并在富含 SM 的膜域上寡聚化，通过形成跨膜孔诱导细胞死亡。本综述主要基于原子力显微镜（AFM）数据，讨论 lysenin 在含 SM 膜上的组装机制。AFM 结果显示，在 SM/胆固醇膜上，lysenin 寡聚体通过快速侧向重排形成六角密堆积...
3D Stretchable Arch Ribbon Array Fabricated via Grayscale Lithography.
具有柔性和可拉伸特性的微结构在集成系统、可穿戴器件和生物传感器电子等领域具有巨大应用潜力，因此发展有效制备曲线和弯曲微结构的方法至关重要。尽管二维可拉伸无机结构已取得显著进展，但低成本大规模制备独特三维微结构仍具挑战。本文证明，可通过灰度光刻制备弯曲光刻胶（PR）模板，其中PR作为牺牲层形成波浪状拱形结构。利用低温等离子体增强化学气...
Atomic force microscopy combined with human pluripotent stem cell derived cardiomyocytes for biomechanical sensing.
心肌收缩与舒张是心脏功能的关键参数，在多种心脏疾病中发生改变，因此对其进行生物传感是药物开发和疾病建模的重要工具。人胚胎干细胞及患者特异性诱导多能干细胞来源的心肌细胞已成为成熟的心脏疾病模型。本文报道了一种基于活的人多能干细胞来源胚胎体（embryoid body, EB）心脏细胞合胞体的微机械生物传感器：将EB作为生物识别元件耦合...
Mapping molecular adhesion sites inside SMIL coated capillaries using atomic force microscopy recognition imaging.
毛细管区带电泳（CZE）是快速分离无机离子、肽段和蛋白等分析物的重要技术，但其电泳分辨率高度依赖毛细管内壁涂层。成功多重离子聚合物层（SMIL）涂层可通过交替沉积带相反电荷的聚合物形成稳定、表面电荷可切换的界面，从而改善分离性能并稳定电渗流。然而，毛细管内壁涂层本身的形貌与功能表征仍具挑战。原子力显微镜（AFM）可在缓冲液环境中以纳...
Artificial biomembranes stabilized over spin coated hydrogel scaffolds. Crosslinking agent nature induces wrinkled or flat surfaces on the hydrogel.
水凝胶薄膜具有保水并向磷脂双分子层供水的能力，可提升以1,2-二棕榈酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DPPC）为主的人工生物膜在反复加热循环中的稳定性。该结论在水凝胶支架表面平整且释水能力较强时成立；若支架表面呈周期性皱褶形貌，则双分子层分子的侧向自由运动受限，不利于在温度变化下观察到清晰的相态与相变。本文以羟乙基甲基丙烯酸酯（HEM...
Elucidation of the effect of aptamer immobilization strategies on the interaction between cell and its aptamer using atomic force spectroscopy.
细胞特异性适配体的固定策略对研究细胞与其适配体相互作用至关重要，但由于活细胞研究困难，固定策略对固定化适配体结合靶细胞能力的影响尚缺乏系统报道。原子力显微镜（AFM）既可在生理条件下研究活细胞，又能获取反映单个分子固有性质的信息。本文以人肝癌细胞 Bel-7404 及其特异性适配体为模型，采用 AFM 单分子力谱系统评价不同固定策略...
Piezoelectric tuning fork biosensors for the quantitative measurement of biomolecular interactions.
生物分子相互作用的定量测量在分子生物学中具有重要意义。原子力显微镜（AFM）已证明可作为生物传感器，用于测定目标生物分子之间的亲和力。然而，其检测方案在开发紧凑型生物传感器方面存在一定局限。近年来，压电石英音叉（QTF）已被用作 AFM 的无激光检测传感器。然而，沿此方向的研究中，考虑软生物样品的较少，构成定量分子识别实验的更少。本...
Label-free quantification of Tacrolimus in biological samples by atomic force microscopy.
他克莫司（Tacrolimus，FK506）是一种强效免疫抑制剂，移植后需持续监测血药浓度。现有参考方法为液相色谱-串联质谱，临床常用ELISA虽快速，但相对质谱存在轻微且一致的高估。本文报道一种基于原子力显微镜（AFM）的无标记定量方法，用于全血中他克莫司的分析。该生物传感器利用药物内源受体FKBP12进行识别：先在云母表面固定抗...
Useful oriented immobilization of antibodies on chimeric magnetic particles: direct correlation of biomacromolecule orientation with biological activity by AFM studies.
本文报道了一种基于抗体定向固定在脂肪酶包覆磁性微球上的嵌合免疫生物传感器的制备与性能。该体系以疏水聚苯乙烯包覆磁性微球为基底，先通过疏水吸附负载经固相化学改性的米曲霉脂肪酶（M-RML），再在脂肪酶表面引入氨基-环氧基团。抗体 Fc 区因富含负电荷，可在碱性条件下先与氨基-环氧基团发生静电吸附，随后与环氧基团共价结合，从而实现无需预...
Evanescent-field-induced Raman scattering for bio-friendly fingerprinting at sub-cellular dimension.
本文提出并实现了一种基于微尖端增强拉曼散射光谱（μ-TERS）的倏逝场诱导化学成像分析平台。该技术通过增大无孔“激发源”的尺寸，降低尖端附近光场高度集中对干燥生物样品造成的热分解，从而在保持足够拉曼信号的同时减少光损伤。μ-TERS 与基于传播表面等离子体共振（SPR）的经典生物传感器系统类似，但其敏感元件尺寸为数微米，可靶向感兴趣...
Applications of biosensing atomic force microscopy in monitoring drug and nanoparticle delivery.
药物治疗效果不仅取决于药物本身性质，还取决于其向靶受体有效递送。本文综述原子力显微镜（AFM）在监测药物与纳米颗粒递送中的生物传感应用。生理条件下的 AFM 成像可在近生理环境中实时观察药物暴露引起的细胞形貌、膜结构和细胞表面变化，无需真空、染色或标记，并可结合荧光显微镜进行活细胞研究。将常规 AFM 探针升级为分子生物传感器后，可...
Influence of a Thiolate Chemical Layer on GaAs (100) Biofunctionalization: An Original Approach Coupling Atomic Force Microscopy and Mass Spectrometry Methods.
砷化镓（GaAs）是广泛应用于微电子和光电子领域的III-V族晶体，其压电性质以及裸表面可直接生物功能化的特点，使其有望将高灵敏换能器与特异性生物界面结合，构成生物传感器的两个核心部分。为优化生物识别界面，需要控制蛋白质覆盖密度及蛋白层与GaAs表面的结合亲和力。本文研究了由不同链长硫醇分子组成的化学界面，其中羟基端基分子为11-巯...
Biomolecular gradients via semiconductor gradients: characterization of amino acid adsorption to InxGa1-xN surfaces.
氮化铟镓（InxGa1−xN）的带隙可通过改变铟与镓的组成比进行调节，覆盖可见光并延伸至近红外和近紫外区域，使其可用于生物传感器或研究生物相互作用的器件优化。然而，此类器件依赖于器件表面与目标生物结构之间化学相关的界面相互作用。本研究制备了具有连续 In:Ga 组成梯度的 InxGa1−xN 材料，并系统评价了氨基酸在该梯度表面的吸...
DNA origami as a DNA repair nanosensor at the single-molecule level.
本文报道了一种基于DNA折纸的单分子纳米传感器，用于检测人O6-烷基鸟嘌呤-DNA烷基转移酶（hAGT）的DNA修复活性。作者将血栓素结合适配体TBA1和TBA2插入DNA折纸的短链中，形成从折纸表面突出的双适配体阵列。TBA1可形成G-四联体结构并特异性结合α-凝血酶；当TBA1中心鸟嘌呤发生O6-甲基化时，G-四联体结构被破坏，...