稀土掺杂上转换纳米颗粒（UCNPs）在近红外光激发下可产生上转换发光，已在生物传感领域广泛应用。本研究首次开发了一种以多孔硅（PSi）为基底、基于 UCNPs 的发光 DNA 生物传感器，用于检测目标 DNA 分子浓度。首先通过电化学刻蚀制备 PSi 基底，并对其进行氧化、硅烷化和戊二醛处理，使目标 DNA 分子能够固定于 PSi ...
本研究提出一种用于检测白细胞介素-6（IL-6）的新型光学生物传感器。IL-6是参与多种病理过程的关键细胞因子。传感平台由多孔硅（PSi）纳米结构基底构成，并在其表面修饰约5 nm厚的分子印迹聚合物（MIP），从而赋予对IL-6的高选择性与高灵敏度。制备过程包括对硅片进行电化学刻蚀以形成多孔结构，随后通过电沉积构建MIP层，使其能够...
多孔硅（PSi）薄膜在硅基底上的生物传感应用已被广泛研究，尤其适用于多种分析物的无标记光学检测。然而，封闭纳米孔中的质量传输限制使这类传感器难以实现快速响应和低检测限。本文提出一种提高PSi中分子传输效率的策略：将开放端PSi自由膜置于纸基底上，构建流式传感器体系。纸基底不仅提供结构支撑，还通过毛细作用使溶液无需外部泵和微流控通道即...
幽门螺杆菌（H. pylori）是一种在人类人群中感染率很高的常见病原体。准确诊断其感染对于治疗、根除和预后评估非常重要。生物传感器已被证明可用于病原体的快速现场检测，尤其适用于即时检测（POCT）场景。本文提出一种新型光学生物传感器，该传感器基于纳米多孔硅（PSi）和光子表面态Tamm等离激元极化激元（TPP），用于检测幽门螺杆菌...
Tamm等离子体极化激元（TPP）是一种纳米光子现象，具有空间强场限制、模式激发容易和偏振无关等优点，在传感、存储、激光、完美吸收、太阳能电池和非线性光学等领域具有应用潜力。本文报道了一种基于TPP共振模式的生物传感平台，并结合传输矩阵法进行理论分析，通过不同折射率液体的非特异性检测以及SARS-CoV-2核衣壳蛋白（N蛋白）的特异...
本文理论提出一种由掺杂量子点的聚合物与多孔硅构成的一维光子晶体折射率生物传感器结构，其构型为(loss/PSi/gain)N/sample/(gain/PSi/loss)N/substrate，并基于PT对称实现共振信号放大。在PT条件下，缺陷共振峰的透射率被显著放大：样品折射率为1.350、1.390、1.392、1.395、1....
在基于量子点的多孔硅光子晶体生物传感器中，目标生物体浓度可通过生物反应前后多孔硅孔道内量子点荧光灰度值的变化间接测量。然而，由于多孔硅无序纳米结构和表面粗糙，器件表面荧光图像含有噪声。本文分析了噪声类型及其对荧光图像灰度值的影响，指出噪声引起的灰度变化会显著降低检测灵敏度。为降低噪声影响，提出一种基于灰度压缩和非局部各向异性扩散滤波...
本文设计并理论研究了基于多孔硅（PSi）的一维缺陷环形光子晶体（APC）生物光子传感器，用于检测血清中肌酐浓度。采用圆柱坐标改进传输矩阵法（TMM）分析其透射特性。传感器结构为[(AB)N/2D(AB)N/2/Si]，由两个一维APC和一个填充血清样品的圆柱缺陷层D组成；A、B为孔隙率分别为34%和87%的交替PSi层。该传感器可感...
本文报道了一种利用标准微加工技术制备稳定介孔硅膜的稳健方法。多孔硅膜通过原子层沉积（ALD）分别以氧化铝（Al2O3）、氧化铪（HfO2）和氧化钛（TiO2）进行钝化，以解决新鲜刻蚀多孔硅在水相中易氧化、溶解的问题。作者对所得膜进行了形貌、光学性质和化学性质表征，并开展了稳定性测试与光学探测噪声水平测定。初步生物传感应用采用 Al2...
病原体检测要求生物传感器在高温等极端条件下仍保持可用，而生物受体通常是传感器中最易失活的组分。与单克隆抗体相比，短肽作为生物识别元件具有更好的热稳定性和环境适应性，同时可保持对特定靶标的亲和力与选择性。本文报道了一种基于多孔硅微腔的光学生物传感器，用于捕获基孔肯雅病毒E2蛋白。作者通过电化学刻蚀制备多孔硅微腔，利用1,8-壬二炔进行...
前体梯度同源物2（AGR2）是多种癌症的潜在生物标志物。在胰腺癌中，癌前病变可将其分泌至胰液，因此灵敏检测AGR2对胰腺癌及其他癌症的早期诊断具有重要价值。本文报道了一种基于纳米结构多孔硅薄膜的无标记AGR2适配体传感器，并通过加速目标传质和降低系统噪声来提高灵敏度。传感器以阳极氧化多孔硅Fabry-Pérot薄膜为光学换能器，表面...
本综述总结了近五年多孔硅（PSi）光学生物传感器的重要进展。多孔硅具有低成本电化学刻蚀制备工艺、高比表面积、可调控孔径以及优异光子学特性，因而成为生物传感中极具吸引力的换能基底，并已在多个研究领域得到应用。文章依据固定在换能材料表面的生物识别元件类型，将不同光学PSi生物传感器分为四类，并重点讨论了光致发光（PL）信号调制和多孔基质...
微流控集成生物传感器可提升生物传感性能，并实现复杂的芯片实验室平台设计。尽管软光刻和聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控仍被视为金标准，3D打印已成为微流控系统一种有前景的制造替代方案。本文首次将3D打印丙烯酸酯基微流控平台通过简便键合方法与无标记多孔硅（PSi）基光学适配体传感器集成。该方法使用UV固化粘合剂作为中间层，同时保持微通道...
肽核酸（PNA）是一种合成DNA类似物，具有对互补DNA/RNA的高结合亲和力以及优良的热稳定性和化学稳定性，可作为基因传感器中传统寡核苷酸探针的替代。本研究构建了一种由氧化石墨烯（GO）纳米片共价接枝于多孔硅（PSi）基体组成的杂化换能器，用于遗传性心脏疾病Brugada综合征（BS）的早期检测。作者设计并固相合成了一条可识别与B...
多孔硅（PSi）薄膜因高比表面积和独特光学性质，被广泛用于无标记光学生物传感。本文针对 PSi 生物传感器在实际应用中灵敏度受限的问题，建立了同时描述体相扩散、孔内受限扩散和探针-靶标结合动力学的理论模型，并与忽略孔内扩散的平面模型及多组 PSi 适配体/免疫传感器实验结果进行比较。研究以反射干涉傅里叶变换光谱（RIFTS）实时监测...
牛乳炎（BM）是危害全球乳品业的炎症性疾病，早期发现新发病例对牛群感染控制至关重要。传统分析方法难以在实时或实验室外检测用于健康状态评估的BM预测生物标志物。本文报道一种无标记光学生物传感平台，通过靶向N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAGase）实现BM起始的检测与识别。该平台采用明胶功能化多孔硅Fabry-Pérot干涉仪，监...
过去二十年间，多孔硅（PSi）因生物相容性、表面可调控性和可重复性，被提出作为高性能生物传感平台。本综述聚焦混合 PSi 生物传感器的最新进展，重点讨论利用等离子体金属纳米颗粒（MNPs）、荧光量子点（QDs）或两者组合构建混合纳米结构，用于生物分子的超灵敏检测。文中分析了基于 MNP 局域表面等离子体共振（LSPR）、MNP/QD...
本研究报道了一种通过金属辅助化学刻蚀（MACE）与原子层沉积（ALD）联合制备的多孔硅/氧化锌（PSi/ZnO）纳米复合材料，并评估其在生物光子学及光学生物传感中的应用潜力。作者采用扫描/透射电子显微镜（SEM/TEM）、X 射线衍射（XRD）、X 射线光电子能谱（XPS）、漫反射光谱和光致发光（PL）等手段，系统表征了复合材料的形...
尽管第一篇报道多孔硅（PSi）生物传感器的文献已发表二十余年，该技术仍受到全球众多研究团队关注。本文是一篇简短综述，基于近年结果与已发表文献，系统梳理多孔硅光学生物传感器的优势与局限，旨在为博士生和青年研究者提供直接入门介绍。该主题高度跨学科，涉及材料科学、物理、光学、表面化学、医疗健康与环境监测等多个领域。多孔硅光学生物传感器的制...
金纳米颗粒层（AuNPLs）可将金纳米颗粒（AuNPs）的形貌、光学与电学性质和特定表面形貌耦合，适用于生物传感、药物递送和光热治疗等。本文报道通过层层（LbL）纳米组装正电荷聚电解质聚丙氨基盐酸盐（PAH）和负电荷柠檬酸包覆AuNPs，在多孔硅（PSi）干涉仪和分布式布拉格反射器（DBR）上构建AuNPLs，用于（生物）传感。Au...