本综述系统总结了纳米硅及其复合材料在生物传感与化学传感中的应用现状、优势与未来方向。文章介绍了多孔硅（PSi）、硅纳米线（SiNWs）和硅纳米柱（SiNPs）等纳米硅形态，以及金属辅助化学蚀刻（MACE）、电化学蚀刻、反应离子刻蚀（RIE）等制备工艺；讨论了硅烷化、氨基硅烷化、直接固定、酶/肽处理、磷脂双分子层和NHS/EDC交联等...
本文研究了游离脲酶和固定化脲酶对不同重金属的抑制响应，以评估其用于检测水样中六价铬的可行性。采用电化学阳极氧化制备多孔硅（PS）膜，并通过物理吸附固定刀豆脲酶。将脲酶分别暴露于不同浓度的Cr6+、Cr3+、Cu2+、Fe2+、Cd2+和Ni2+，并用苯酚试剂法在630 nm处检测尿素水解产生的铵离子，从而表征酶活性变化。结果表明，游...
本文报道了一种基于多孔硅（PSi）布拉格反射器的光学无标记生物传感器，用于研究单细胞异质性。通过在 RGD 肽修饰的 PSi 表面使用含光引发剂的聚乙二醇（PEG）水凝胶前驱体进行光刻图案化，形成具有细胞粘附区与细胞排斥区的微图案；随后孵育 J774 巨噬细胞，构建细胞微阵列和单细胞阵列。进一步用 Milli-Q 水对微阵列上的细胞...
谷胱甘肽（GSH）是人体组织中主要的氧化还原电对和非蛋白巯基来源，其水平与多种疾病相关。然而，半胱氨酸（Cys）和同型半胱氨酸（Hcy）等干扰分子与GSH理化性质相似，使复杂生物流体中GSH的鉴别检测具有挑战性。本文报道了一种基于银纳米颗粒嵌入多孔硅盘（PSDs/Ag）基底的新型表面增强拉曼散射（SERS）平台，用于生物流体中GSH...
本文报道了一种基于多孔硅（PS）双Bragg镜结构的无标记DNA生物传感器，用于检测氨氧化细菌（AOB）。该传感器通过室温电化学刻蚀制备，具有制备简单、光学性质优异等特点。与多种一维光子晶体结构相比，双Bragg镜结构的高反射禁带宽度约为761 nm，并在反射光谱1328 nm处呈现尖锐而深的共振峰，因而具有较高的灵敏度和可区分性。...
多孔硅（PSi）纳米材料已被广泛研究为无标记光学生物传感器用于蛋白检测，但其灵敏度通常处于微摩尔范围，难以满足许多应用。本文提出将电动力学等速电泳（ITP）技术用于多孔硅生物传感器上目标蛋白的实时预浓缩。ITP 利用不连续缓冲体系，在导前离子与终止离子界面形成高浓度目标蛋白区，并将其输送至传感区；目标蛋白随后被固定化适配体捕获。结合...
本研究报道了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）的微流控 PDMS 芯片，其中集成了银包覆多孔硅膜，用于 microRNA（miRNA）的检测与定量。miRNA 是一类短调控非编码 RNA，常与肿瘤等疾病发生发展相关。作者将金属-介电纳米结构按源自酶联免疫吸附试验（ELISA）并优化的生物功能化方案修饰，用于检测 miR-222。研...
本文报道了一种用于检测低浓度黄曲霉毒素B1（AFB1）的快速、低成本光致发光（PL）免疫传感器。该传感器以多孔硅（PSi）为基底，表面覆盖约30 nm金层（Au），并通过抗AFB1抗体（anti-AFB1）实现特异性识别。PSi层在硅衬底上形成后，分别采用电化学沉积和化学沉积方法制备PSi/Au(El.)与PSi/Au(Chem.)...
由于快速城市化与工业化导致环境质量急剧下降，重金属污染对生态系统和人类健康构成严重威胁。饮用水中铬污染的快速、特异性检测因此至关重要。目前用于铬检测的标准分析技术与传感器包括光谱法、色谱法以及电化学、光波导和聚合物基传感器，但这些方法通常设备昂贵、操作复杂，难以实现现场即时检测。生物技术与微电子技术的协同发展为生物传感器在多种分析场...
金黄色葡萄球菌分泌并展示于细胞膜上的蛋白A（Protein A, PA）是鉴定该病原体的重要生物标志物，其快速、特异检测有助于感染识别和治疗决策。本文报道一种简单、无标记、快速的光学生物传感器，用于特异性检测蛋白A。蛋白A结合适配体（PAA）作为捕获探针，通过氨基偶联化学固定在纳米结构氧化多孔硅（PSiO2）薄膜上；多孔硅薄膜作为光...
本文报道了一种基于多孔硅（pSi）的无标记光学生物传感器，用于检测胰岛素。研究分别以胰岛素抗体和适配体作为识别元件，独立设计并优化了两套平行传感界面。两种生物识别元件均通过酰胺偶联共价固定于热氢化硅烷化多孔硅表面，未反应位点用聚乙二醇（PEG）封闭，以提高稳定性并降低非特异性污染。采用干涉反射光谱（IRS）在不同介质（含血清与不含血...
多孔网络中的高效质量传输对利用多孔材料实现快速响应的传感应用至关重要。本研究表明，开放端多孔膜可克服封闭端多孔材料在微流控环境中遇到的扩散限制。作者建立了同时包含传输与反应动力学的理论模型，用于研究流速、本体分析物浓度、分析物扩散系数及吸附速率对与流池集成的开放端和封闭端多孔传感器性能的影响。分析表明，开放端孔允许分析物流经孔道，与...
本文验证了一种基于多孔硅（pSi）膜修饰电极的无标记电化学生物传感器，用于检测作为微生物污染指示模型的MS2噬菌体。多孔硅膜提供纳米通道结构，传感机制基于MS2与固定在通道内的捕获抗体结合后造成纳米通道部分堵塞。通过差分脉冲伏安法（DPV）测量到达电极表面的电活性物质氧化电流，定量表征通道堵塞程度。该免疫传感器在缓冲液中的检出限为6...
细菌检测对保障食品与饮水安全具有重要意义。本文提出一种基于纳米孔阵列堵塞效应的快速细菌检测策略。传感膜由电化学刻蚀单晶硅制备的多孔硅（pSi）纳米孔阵列构成，并集成于 PDMS 微流控通道中。多孔硅表面经 APTES 和戊二醛活化后固定大肠杆菌抗体，可选择性捕获样品中的大肠杆菌。捕获的细菌在孔口形成空间位阻，降低纳米孔阵列对探针分子...
未来医学中的先进生物传感器依赖于生物材料的进步。多孔硅（pSi）通常可生物降解且生物相容，并可制备为具有环境响应光学特性的材料，是体内生物传感器的理想候选。然而，将其用作皮下植入式光学生物传感器的可行性此前从未得到证明。本研究评估了热碳氢化（THC）多孔硅光学 rugate 滤光片的稳定性与生物相容性，并在体外和体内验证其光学功能。...
本文报道了一种在多孔硅平板波导上图案化微环谐振器的紧凑型高Q生物传感器。多孔硅微环具有大内部比表面积，允许生物和化学分子渗入导波层并与导模直接相互作用，从而增强识别与光-物质相互作用。作者通过电化学刻蚀制备双层多孔硅波导，并经电子束光刻和反应离子刻蚀形成半径10 μm和25 μm的微环，耦合间隙为200 nm。25 μm多孔硅微环在...
本文提出一种基于纳米结构多孔硅（PSi）和适配体的无标记、无试剂光学生物传感平台概念验证。适配体是通过 SELEX 筛选的单链寡核苷酸，能以高亲和力和高特异性结合目标物，适合作为生物传感器识别元件。作者报道了适配体偶联 PSi 生物传感器的制备与表征，采用已表征的 His 标签结合适配体 6H7 作为模型体系。当适配体功能化 PSi...
本文提出利用多孔硅（porous silicon, PSi）光致发光（photoluminescence, PL）随介质 pH 变化而改变的现象，构建酶生物传感器系统。该方法将酶促反应引起的生化信号转换为光学信号，用于直接测定葡萄糖和尿素，并用于重金属离子的抑制分析。在传感器系统中，葡萄糖氧化酶（GOD）和脲酶作为生物识别元件，其最...
监测糖尿病患者慢性伤口液中的葡萄糖水平是慢性伤口愈合诊疗一体化策略。苯硼酸聚合物具有葡萄糖和pH响应性，在葡萄糖存在下可逆形成环状硼酸酯，改变聚合物性质，从而用于葡萄糖传感。本研究将聚(4-乙烯基苯硼酸)（PVPBA）共价接枝到多孔硅（pSi）薄膜孔道中，构建pSi-PVPBA复合传感平台，并通过干涉反射光谱（IRS）监测聚合物随p...
本文提出一种基于多孔硅光子晶体的微机械可调谐光学滤波器（TOF）新概念。该器件利用多孔硅一维光子晶体作为布拉格反射器或渐变折射率滤光片，通过快速机械倾斜和可逆孔填充实现工作波长约±20%的调谐，频率可达千赫兹。倾斜使共振峰蓝移，孔填充液体或气体使有效折射率增加而红移，二者结合可将调谐范围扩大到200 nm以上，或用于工作波长精细调节...