癌症仍是全球主要死因，亟需先进诊断与治疗策略。程序性死亡配体1（PD-L1）是免疫检查点蛋白，与癌症进展、免疫治疗疗效和患者预后密切相关。现有酶联免疫吸附试验（ELISA）等方法存在成本高、耗时长、操作复杂等局限。本研究开发了一种基于微悬臂梁的生物传感器，用于检测可溶性PD-L1（sPD-L1）。该传感器以抗PD-L1抗体作为识别层...
本文针对新冠疫情背景下对高灵敏度和高准确度生物传感器的迫切需求，研究功能梯度几何与材料参数对微生物传感器性能的影响。作者将微悬臂梁生物传感器沿长度方向的厚度和杨氏模量按幂律连续变化，定义为功能梯度参数，并考虑表面应力和范德华分子间力。通过建立吸附物-微悬臂梁系统的总自由能模型，将范德华相互作用能与弹性应变能相结合，利用变分原理和数值...
本文面向超灵敏微悬臂梁生物传感器开发，研究金微线（Au microwires, AuNWs）的合成、表征与细胞毒性。作者指出，癌症等疾病的早期蛋白生物标志物在血液中浓度极低，传统微悬臂梁传感器需要较高分析物量且对微弯信号敏感，因此高长径比金微线可作为导电与生物识别界面，用于改善生物标志物检测。实验采用油胺（oleylamine, O...
本文报道了一种用于检测耶尔森菌（Yersinia）的新型微悬臂梁生物传感器。该传感器采用CMOS兼容工艺批量制备，由SOI硅微悬臂梁阵列构成，通过压电驱动和激光多普勒振动系统检测共振频率变化。为克服细菌尺寸较大导致的结合效率低问题，作者引入二级抗体对微悬臂梁表面进行修饰，使F1抗体定向排列并暴露Fab结合位点，从而增加有效结合位点。...
本文提出一种基于能量的理论模型，用于建立单链DNA（ssDNA）吸附诱导微悬臂梁弯曲变形的关系。模型从平均场理论出发，考虑DNA链的排除体积能和聚合物拉伸能，并计入微悬臂梁中三个非生物层的机械能，从而获得DNA-微悬臂梁传感器的总自由能。通过能量最小原理确定悬臂梁的曲率半径和挠度。将模型预测与实验数据比较，验证了模型的有效性。论文还...
本研究采用微悬臂梁生物传感器Cantisens CSR-801对酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae单细胞干质量进行直接测量。通过动态模式监测硅悬臂梁共振频率变化，并结合光学显微镜与共聚焦显微镜确定细胞在悬臂梁自由端附近的位置，利用考虑位置函数的质量-频率模型计算单细胞质量。结果显示，单细胞干质量为47.65±1...
美国皮肤癌基金会数据显示，每年新发皮肤癌病例数超过乳腺癌、前列腺癌、肺癌和结肠癌总和，其中恶性黑色素瘤是最致命类型。约50%的恶性黑色素瘤携带BRAF基因V600E点突变。近年来发展的高特异性BRAF抑制剂可治疗BRAF V600E突变肿瘤，但需要快速、可靠的突变检测工具以保证疗效。作者完成一项初步临床试验，应用纳米机械微悬臂梁阵列...
本文报道了一种基于适配体的微悬臂梁生物传感器，用于无标记检测肿瘤标志物核仁蛋白（nucleolin）。微悬臂梁阵列中的传感器悬臂梁表面功能化核仁蛋白适配体 AS1411，参考悬臂梁则修饰 6-巯基-1-己醇（MCH），以消除非特异性吸附、离子强度和温度等环境干扰。当核仁蛋白与 AS1411 结合时，悬臂梁表面应力发生变化，使传感器悬...
本研究报道了一种无标记纳米机械生物传感器对小分子抗癫痫药物丙戊酸的直接检测。丙戊酸长期用于癫痫治疗，需进行治疗药物监测，其在血液或血清中的治疗浓度范围较窄，为50–100 μg/mL。与标记法和临床常用检测方法不同，该电检测微悬臂梁生物传感器可微型化和简化，适用于便携式或手持式即时检测平台及个人诊断工具。作者将微加工微悬臂梁传感器封...
本文报道了一种基于微悬臂梁阵列的生物传感器，用于测量沙门氏菌属与噬菌体展示库来源肽的特异性结合。作者将四种噬菌体来源肽（MSal 020401、MSal 020404、MSal 020415、MSal 020417）分别固定于微悬臂梁表面，并比较其对沙门氏菌属、单核细胞增生李斯特菌和大肠杆菌的选择性，同时以商品化抗沙门氏菌单克隆抗体...
微悬臂梁生物传感器因可实现无标记、高灵敏检测核酸和蛋白质而备受关注，但低重现性限制了其生物医学应用。本文针对微悬臂梁生物传感器的重现性问题，提出一套降低不同检测间响应偏差的统计方法，并以辣根过氧化物酶（HRP）的无标记终点免疫检测为模型体系。研究分析了1012个微悬臂梁在不同抗体表面密度下、采用聚乙二醇（PEG）和牛血清白蛋白（BS...
DNA的可及性与结合亲和力是影响表面生物传感器技术中杂交效率的两个关键参数，更高的可及性通常带来更高的杂交效率。传统方法常采用单链DNA与巯基己醇混合单层，以降低空间拥挤和静电排斥，提高表面固定寡核苷酸对互补目标DNA的可及性。本文未使用巯基己醇单层，而是通过在不同pH条件下进行微悬臂梁差值偏转测量，证明DNA表面杂交效率在pH 7...
本文报道了一种在微通道空气-液体界面共振的高质量敏感微悬臂梁生物传感器。该传感器通过测量目标分子选择性捕获引起的共振频率偏移实现无标记检测；面向液体的一面进行功能化，另一面暴露于空气以提高品质因子。界面共振品质因子为15，比完全浸没液体中提高50%；采用功率调制激光的光热效应激发，并用激光多普勒测速法检测振动。由于该构型，信噪比比完...
过去十五年中，微悬臂梁（MCL）已成为检测化学物质和生物体的灵敏工具。由于其尺寸小、重量轻、比表面积高，基于MCL的传感器可显著提高对生物制剂的检测和识别能力，理论上甚至可检测单个实体。生物传感器由生物识别组分与物理化学换能器组成。已有微悬臂梁生物传感器综述多按抗体、酶、蛋白等识别元件分类。本综述则按具体化学物质和生物体物种组织文献...
本文首次报道了一种基于微悬臂梁的霍乱弧菌传感器。利用原子力显微镜（AFM）中的动态力显微镜（DFM）测量因细胞结合到微悬臂梁表面而引起的共振频率偏移。目标菌为食源性和水源性病原体霍乱弧菌O1。商用镀金AFM微悬臂梁通过自组装单分子层（SAM）法固定抗V. cholerae O1单克隆抗体。在1×10^3至1×10^7 CFU/mL浓...
本文报道了一种二氧化硅纳米粒子增强的动态微悬臂梁生物传感器，用于检测乙型肝炎病毒（HBV）DNA。以 HBV DNA precore/core 区的 243 核苷酸片段为靶标，设计了固定于微悬臂梁表面的捕获探针和偶联二氧化硅纳米粒子的检测探针。通过 DNA 杂交直接结合纳米粒子，优化了二氧化硅纳米粒子尺寸与微悬臂梁尺寸，并讨论了纳米...