严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发持续新冠疫情，并推动对SARS-CoV-2及其他病毒感染准确、及时、低成本检测方法的开发。目前，细胞培养和实时PCR等传统病毒筛查方法被视为金标准，结果准确灵敏，但仍需精密仪器、专业人员且分析时间长。相比之下，微流控与生物传感技术结合的微流控生物传感器可在单一平台上完成样品制备...
本文开发了一种停流微流控荧光生物传感器，用于监测碱性磷酸酶（ALP）活性并评估潜在抑制剂。该系统将磁性保留酶微反应器（MREµR）集成到微流控芯片的反应/检测区，并通过3D打印装置将MREµR对齐至常规荧光分光光度计的样品室。分析信号基于碱性介质中保留的ALP-磁性纳米颗粒（ALP-MNPs）催化4-甲基伞形酮磷酸酯（4-MUP）去...
2019冠状病毒病（COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，主要通过飞沫、呼吸道分泌物和直接接触传播。为快速降低疫情传播与病死率，生物传感器研究受到关注。本文针对微芯片流控限制方法，即通过二次限制流将小体积样品快速输送至传感器表面，进行了参数优化。优化对象包括限制流系数β、限制流位置X及其相对于...
本文报道了一种微流控电化学葡萄糖生物传感器的开发与表征。该传感器的换能部分基于玻璃基底上的薄膜金属电极，生物识别元件为吡咯喹啉醌葡萄糖脱氢酶（PQQ-GdhB），通过微接触印刷将混合自组装单分子层（SAM）选择性沉积于金工作电极表面，并在微通道内原位固定酶。微流控部分由聚二甲基硅氧烷（PDMS）弹性体中形成的微通道及微流控连接构成。...
微流控生物传感器在快速检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）中具有重要作用。已有研究表明，目标抗原的动力学结合反应受工艺参数强烈影响。本研究旨在采用两种不同方法优化微流控生物传感器性能：Taguchi优化和人工神经网络（ANN）优化。采用Taguchi L8(2^5)正交表，对微通道形状、生物传感器位置、施加交流电...
微流控技术利用微升和纳升级液体的特殊性质，通过降低检测成本与耗时，在生物学和医学研究与治疗中得到广泛应用。本文综述（含117篇参考文献）阐述了微流控生物传感检测多种致病细菌的重要意义与应用。文章调查了集成生物识别元件与先进纳米材料的微流控装置，包括超支化纳米聚合物、碳基纳米材料、水凝胶和贵金属等，并系统总结了在不同生物基质中实现致病...
本研究采用田口方法优化一种集成流约束微流控生物传感器的性能，用于快速检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）。该传感器由生物识别元件与换能器组成，其性能与灵敏度、特异性、可靠性和快速检测能力密切相关。作者首先建立微通道内流体流动、分析物传质和抗原-抗体结合动力学的物理模型，并用有限元法求解；模型通过与已有实验结果比...
等离子体超表面由金属—介质界面构成，可在背景与泄漏共振模式被激发，其纳米尺度自由电子的尖锐等离子激发可用于光电、能源收集与生物传感。现有 Fano 共振超表面生物传感器制备成本高、依赖洁净室，且有效面积小、样品定位困难。本文利用光盘基超表面大面积、均匀图案作为低成本激发非对称等离子模式的方法，实现可调光学 Fano 共振，并与微流控...
本研究提出一种无源微流控生物传感器，用于在微流控芯片上检测鼠伤寒沙门氏菌。该传感器采用滑动多阀进行通道选择，并采用一次性注射器实现流体转移。芯片外围腔室预先装载含免疫磁性纳米颗粒（IMNPs）和葡萄糖氧化酶（GOx）修饰免疫聚苯乙烯纳米颗粒（IPNPs）的细菌样品、洗涤缓冲液、葡萄糖和过氧化物试纸条（PTS）。通过旋转滑动多阀将样品...
本研究针对非均相微流控免疫分析中SARS-CoV-2 S蛋白（目标分析物）与固定抗体（配体）的结合反应动力学，开展了三维有限元模拟。作者设计了两种具有不同反应表面形状和电极几何结构的微流控生物传感器：一种反应面为圆盘，另一种为环形，二者均位于微通道底壁并距入口100 μm。模拟中在电极上施加交流电压，利用交流电热（ACET）力扰动流...
许多疾病的诊断需要长期监测生物标志物水平，而非单次测量。心力衰竭诊断中，血液中 N 末端脑钠肽前体（NT-proBNP）水平个体差异大，单次检测结合临床检查难以准确评估病情严重程度和进展。本文报道一种微流控生物传感器，面向家用检测的关键需求：低检出限、小样本量（<10 mL）、简单检测策略以及即开即用、长期稳定的全干试剂。作者将电化...
本文报道了一种基于柔性微流控芯片的通用全集成纳米电子系统，用于即时、无创地监测原始汗液、泪液或唾液中的葡萄糖。该系统由一次性柔性微流控酶学生物传感器 iezSlice 和可重复使用的手持无线电子设备 iezBar 组成。iezSlice 采用高浓度缓冲粉末负载 Kimwipes（HBP-KWs）作为无泵微流控通道，使原始生物流体在毛...
生物传感器基底材料是传感领域的重要研究方向。蓝光光盘（BD）作为通用传感器基底，相比传统纸张和聚碳酸酯，具有更易进行活性处理、膜表面反应性基团密度更高等优点。本研究以 Verbatim 蓝光光盘的 Hard Coat™ 涂层膜为基底，通过 1.0 M 氢氧化钠溶液和滤纸掩膜在略高温度下处理，制备了一种新型、简单的微流控生物传感器。该...
微流控装置结合荧光显微镜可高分辨、高内容地研究出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）单细胞形态、行为及复制衰老动态过程，但海量图像使复制寿命（RLS）判定费时费力。为克服该限制并实现无标记 RLS 检测，作者将电化学阻抗谱（EIS）引入微流控微电极，用于监测出芽酵母生长与分裂。本文提出一种集成 EIS 生物传感...
核酸检测在生物医学研究和临床诊疗中至关重要。聚合酶链式反应（PCR）虽稳定定量，但温度循环耗时且系统开发困难。重组酶聚合酶扩增（RPA）为等温快速核酸检测方法，但现有扩增产物检测手段复杂、昂贵且易产生假阳性。本文提出一种超光谱干涉扩增产物-复合物定量方法，并结合不对称偶极复合物策略进行光学散射分析。利用 GelRed 染料与双链 D...
癌症干细胞（CSCs）是脑肿瘤尤其是胶质母细胞瘤治疗的关键靶点，但其在肿瘤或培养物中含量低（<5%），传统分离依赖荧光或磁性标记，可能诱导细胞分化。沉降场流分离（SdFFF）是一种温和、无标记的细胞分选方法，但未来从患者来源肿瘤中鉴定和纯化 CSCs 仍需耦合在线检测与表征手段。本研究首次证明超高频介电电泳（UHF-DEP）微流控生...
慢性非传染性疾病每年导致约4000万人死亡，需要多参数组合诊断以选择有效治疗策略。本文提出并研究一种基于肽适配体的低成本无标记生物传感器系统，用于在生物流体中识别相应蛋白标志物。检测原理是通过荧光记录与肽适配体选择性结合的目标蛋白，并利用特定发光体将结合蛋白的自然荧光再发射到较长波长，便于普通电荷耦合器件（CCD）检测。为实现该方案...
吞噬细胞通过识别并吞噬入侵微生物以清除感染，但细菌可在低水平下躲避免疫检测，或在被吞噬后于胞内复制。现有吞噬检测依赖流式细胞术或显微镜在大量未感染细胞中搜寻罕见胞内菌吞噬细胞，在研究与临床中均具挑战。本文首次通过变形性检测和显微成像证明，人单核细胞内化不同种类细菌后，其体积增大且刚度升高。基于这些物理差异，作者开发了一种微流控生物传...
能够根据形态区分细胞或其他微颗粒的生物传感器在细胞分裂、细菌鉴别、炎症与癌症细胞形态变化等生物医学领域具有重要应用。本文提出一种新型集成多平面微电极几何设计，用于根据电学特征区分沿微通道流动的非球形单个颗粒。作者利用 COMSOL Multiphysics 对多平面电极设计进行仿真，表明不同颗粒形态引起的电场强度变化可以被区分。初步...
无标记光学生物传感器因无需标记、可实时定量、成本低，在新冠等传染病即时检测中备受关注，但低浓度蛋白生物标志物的早期诊断仍受限于检测灵敏度。本文提出一种基于密度差的旋转聚焦流（RFF）微流控方法，通过在T形微通道中同时注入目标液和较低密度的乙醇，使目标液在微通道内发生自旋转并被压缩至靠近传感器表面，从而减小边界层厚度、提高蛋白分子与表...