环境监测污染物对主动环境管理和污染控制至关重要。近年来，全细胞生物传感器因可实时、低成本检测多种污染物而受到关注，但数据采集、多污染物检测、信号延迟和生物安全问题限制了现场应用。微流控系统通过集成生物传感器有望解决上述挑战。本文展望了一种新型微流控全细胞生物传感器（MWCB），用于同时监测多种环境污染物，并提出提高特异性、灵敏度和准...
快速筛查食品中污染的病原菌对预防食物中毒至关重要。然而，现有细菌检测方法尚不适用于现场筛查：培养耗时，PCR需要复杂DNA提取，ELISA灵敏度不足。本研究开发了一种微流控生物传感器，利用具有模拟过氧化物酶活性的金属有机框架NH2-MIL-101(Fe)放大生物信号，并结合树莓派（Raspberry Pi）自研App分析颜色图像，实...
微流控器件受限空间内反应时间和样品体积有限，因此开发更高效生物传感界面尤为重要。本文研究了尺寸可控的四面体框架核酸（FNAs）在微流控微通道界面上的自组装。与传统微结构微流控表面的宏观湍流控制相比，新型 FNA 工程化微流控界面通过将 DNA 探针抬离表面，在纳米尺度构建三维反应空间。由于表面 DNA 探针具有高度有序的取向、构型和...
膀胱癌常见且复发率高，当前金标准膀胱镜检查虽可借助蓝光光动力诊断提高敏感性，但仍具侵入性且成本较高。本文报道一种基于微流控的非侵入性诊断平台，将光动力诊断原理与全细胞免疫捕获技术相结合，用于在体外检测患者尿液中脱落的膀胱癌细胞。首先利用模型细胞系证明，该平台可基于上皮细胞黏附分子（EpCAM）表达实现膀胱癌细胞的高特异性捕获（捕获率...
本文设计并制备了一种改进的激光诱导荧光微光学生物传感器。该器件采用环烯烃共聚物（COC）光波导、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）流体基底上的微透镜阵列，以及与波导基底或盖板集成的COC耦合棱镜。双面热压印PMMA流体基底底部为采样区微通道，顶部为微透镜；将溶解的COC注入PDMS牺牲模具中，使波导嵌入PMMA盖板并形成集成耦合棱镜。嵌入...
本文报道利用涡旋流体装置（VFD）在剪切作用下快速制备蛋白-Cu3(PO4)2杂化纳米花（NFs）。VFD通过快速旋转的倾斜管产生强微混合与剪切，使漆酶纳米花（LNFs）经中间环形结构在30 min内形成。所得LNFs在扩散控制下的催化活性较游离漆酶提高约1.8倍，并在VFD剪切条件下进一步增强约2.9倍。作者随后将LNFs与硅胶水...
基于噁唑烷前驱体的等离子体聚合物具有多种生物材料特性，但常用甲基和乙基噁唑烷薄膜对沉积条件敏感。本研究利用椭偏仪、X射线光电子能谱和飞行时间二次离子质谱，并结合细胞活性实验，评估将原 Griesser 等离子体反应器的沉积条件转移到面积更大的新反应器中的可行性，以支持生物传感器放大制备。作者系统研究了由2-异丙烯基-2-噁唑烷等离子...
本研究报道了一种新型微流控生物传感器，由嵌入电极的多收缩微流控器件构成，用于测量单细胞的生物物理属性。该平台称为迭代机械电学特性（iMEP）分析仪，可记录细胞的生物力学和生物电学特性电子数据。iMEP 检测与标准迁移实验（如基于趋化性的 Boyden 小室和划痕伤口愈合实验）联合使用，用于评估前列腺癌细胞的迁移行为和生物物理特性。研...
酶催化化学反应会释放热量。作者开发了一种封闭式、毛细灌注纳米量热计平台，用于热计量酶联免疫吸附试验（TELISA）。该平台以微加工微流控通道和差分热电堆为核心，利用过氧化氢酶（CAT）作为模型酶，表征微加工量热计的热响应特性。研究采用模型辅助信号分析对纳米量热计进行校准，并用于确定试剂扩散、酶动力学参数和酶浓度。在已知标记酶量条件下...
本研究针对微流控生物传感器中分析物与微流道壁面固定受体之间的结合过程，开展实验与数学建模分析，以提供微流道生物传感器的设计工具与数据。实验以链霉亲和素作为模型受体固定于PMMA微流道壁面，以荧光生物素化聚苯乙烯微球作为模型分析物，通过荧光显微镜计数壁面结合微球数量，考察样品分析物浓度、流速以及受体沿微流道位置对结合或检测特性的影响。...
沙门氏菌是食源性疾病的主要病因，快速筛查是预防暴发关键，但现有方法存在耗时长、前处理复杂或灵敏度低等问题。本研究开发了一种基于粘弹性惯性微流控的沙门氏菌微流控生物传感器，利用磁性纳米颗粒（MNP）分离磁性细菌与未结合MNP，并用酶催化比色放大生物信号。首先用多克隆抗体（PAb）和辣根过氧化物酶（HRP）修饰的MNP特异性捕获沙门氏菌...
微流控生物传感器制造中的关键难题是生物层沉积。陶瓷烧结和硅/玻璃阳极键合等常规工艺需高温，生物材料难以耐受；现有液相沉积如化学浴沉积和电沉积又不适用许多生物材料。此前采用等离子处理实现陶瓷-聚合物键合，可在等离子激活与聚合物盖封之间提供约15分钟生物修饰窗口，但对较慢的生化固定过程仍不足。为此，本文提出一种先进行生物修饰、再进行选择...
本文报道一种基于透明玻璃微流控芯片的自驱动表面等离子共振（SPR）光学生物传感器，用于炎症标志物C反应蛋白（CRP）的快速检测。芯片采用三维光耦合腔与微流控通道结构，通过毛细作用和亲水膜实现无泵自驱动样品传输。传感表面以金膜为基底，经11-巯基十一烷酸自组装单分子层、EDC/NHS活化后共价固定捕获抗体，并用BSA封闭；样品中CRP...
癌细胞持续分泌炎症性生物分子，在疾病进展和肿瘤向继发部位转移中发挥重要作用。尽管微流控技术已用于捕获癌细胞间分泌异质性，但系统操作困难以及长期实时单细胞分泌生物传感检测的复杂设计仍是重大研究障碍。本文提出一种毛细管辅助微流控生物传感方法，通过简单移液注射将约500个单细胞捕获在相互隔离的死端纳升级隔室中，并在约16 h培养期内以单细...
为筛查食源性病原体并预防微生物食物中毒，作者开发了一种微流控生物传感器，用于快速、灵敏地检测鼠伤寒沙门氏菌。该传感器以量子点（QDs）作为荧光探针进行信号读出，并采用二氧化锰纳米花（MnO2 NFs）作为QDs纳米载体实现信号放大。测试前，氨基修饰MnO2纳米花（MnO2-NH2 NFs）通过EDC/NHSS法与羧基修饰QDs偶联形...
快速定性评估癌细胞表面标志物可在床旁预测患者对不同抗癌药物的反应。临床前研究表明，使用识别“激活”基质金属蛋白酶（matriptase）的抗体偶联强效毒素，可选择性杀伤表达该标志物的多种实体瘤细胞，具有良好治疗前景。本文报道了一种基于多频微流控阻抗细胞计数的新型电学检测技术，用于检测癌细胞表面蛋白。该生物传感器由玻璃基底上的两个金微...
便携式核酸（NA）分析系统的开发对未来医疗技术中的生物传感演进至关重要。将核酸提取、纯化和检测模块通过微流控技术适当驱动并集成，是开发便携式诊断系统的关键。本文报道了一种基于硅-塑料混合 lab-on-disk 技术的集成生物传感器平台，可在一体化格式中管理核酸提取、纯化和检测过程。样品制备采用塑料盘上的磁珠固相提取技术，检测则通过...
循环肿瘤细胞（CTCs）在血液中的检测对癌症早期诊断具有重要意义，但 CTCs 在血样中极为稀少，检测困难。本文针对微流控生物传感器中 MCF-7 乳腺癌细胞的富集与检测，系统比较了不同金表面修饰策略。研究在金表面构建烷硫醇自组装单分子层（SAMs），并分别采用 EDC/NHS 共价交联和链霉亲和素—生物素亲和作用固定抗 EpCAM...
基因组尺度技术使绘制细胞行为分子网络成为可能。这些网络分析显示，细胞利用多层调控反馈不断评估并精确响应环境，复杂反馈对控制外部刺激的实时响应至关重要，因此需要能够采集并分析高通量时间数据的新一代细胞技术。为此，作者开发了 Dynomics 微流控平台，可监测超过 2000 个启动子的时间基因表达。通过将 Dynomics 平台与深度...
用于自动评估细胞功能分泌免疫表型的集成平台在多种疾病的诊断、实时监测和治疗评估中具有广泛应用前景。本文报道了一种集成生物传感器与培养腔的微流控平台，用于测量来自数量一致且均匀的免疫细胞的细胞因子分泌。该生物传感器基于机械诱导分子相互作用捕获（MITOMI）方法实现的荧光夹心免疫分析。平台包含32个细胞培养腔，每个腔图案化492个微孔...