基于表面等离子共振（SPR）的无标记小分子检测面临信号放大挑战。本文比较了自组装单分子层（SAM）金芯片与负载金纳米颗粒（AuNPs）金芯片用于黄曲霉毒素B1（AFB1）检测。SAM金芯片经EDC-NHS交联剂活化、蛋白A（Protein-A）接枝及抗AFB1抗体固定；另一芯片将功能化硫辛酸AuNPs沉积于SAM金芯片，再经EDC-...
非编码小RNA如microRNA（miRNA）是多种疾病临床诊断的重要生物标志物，其表达失调与癌症、痴呆和心血管疾病等相关。本文报道了首个基于CRISPR/Cas13a的微流控集成电化学生物传感器，用于现场检测miRNA。该平台将Cas13a的靶标识别与旁路切割能力、微流控自动进样和电化学安培读出相结合，无需核酸扩增即可定量潜在肿瘤...
监测循环液体中的可溶性免疫检查点有望用于微创诊断和精准医疗中的个性化治疗，但从小体积液体活检样品中灵敏检测多种免疫检查点仍具挑战。本研究开发了一种多路免疫检查点生物传感器（MICB），用于平行检测可溶性 PD-1、PD-L1 和 LAG-3。MICB 整合微流控夹心免疫分析，采用工程化单链可变片段（ScFv）和交变电场流体动力学（a...
红细胞聚集（RBC aggregation）受红细胞压积、膜变形性和血浆蛋白等因素影响，其中红细胞压积影响显著。因此，在测量红细胞聚集时需要同步监测红细胞压积或血液黏度/压力。本研究提出一种基于微流控装置顺序测量血液压力和红细胞聚集的方法，通过空气压缩注射器（ACS）控制样品注入，并量化血流速度和显微图像强度。微流控装置由压力通道（...
本文报道一种用于研究单细胞生物物理特性的新型微流控生物传感器。芯片包含四条并行传感通道，每条通道由两个收缩区和一个松弛区组成，所有通道共享一对电极以记录电阻抗。通过测量不同频率下单细胞阻抗幅值和相位，并结合阻抗幅值变化对应的时间点，可获得细胞依次通过两个收缩区时的变形与过渡时间信息。收缩区之间的松弛区可提供额外时间戳，提高单细胞区分...
本文综述面向个性化癌症诊疗的微型化电液动力诊断系统。癌症具有高度异质性和动态进展特征，个性化治疗需要快速、可靠的诊断与疗效监测手段。纳米技术、微流控和生物标志物研究推动了微型化“芯片实验室”发展，其仅需微量样本，即可用于癌症风险预警、早期检测、肿瘤分型和复发监测。由于癌症生物标志物在复杂生物样本中常呈痕量水平，传统方法难以满足灵敏度...
食品安全的关键在于食源性病原菌的早期筛查。本研究开发了一种基于免疫磁分离、荧光标记和智能手机视频处理的微流控生物传感器，用于在线、灵敏地检测沙门氏菌。首先，利用免疫磁性纳米颗粒特异性分离并高效浓缩目标细菌，形成磁性细菌；随后，用免疫荧光微球标记磁性细菌，形成荧光细菌；最后，将荧光细菌连续注入智能手机荧光显微系统中的微流控芯片，基于帧...
本文报道了一种基于阻抗的微流控生物传感器，用于在即食（RTE）火鸡基质中同时快速检测沙门氏菌 B 型和 D 型血清型。该传感器具有两个传感区，每个传感区由 50 对指状互指电极（IDE）阵列构成。首先制备沙门氏菌 B 型和 D 型抗体，并分别输送至对应传感区进行功能化，避免交叉污染；随后将加标沙门氏菌 B 型和 D 型的 RTE 火...
本文报道了一种全环烯烃共聚物（COC）一次性微流控生物传感器的设计与制造，用于细菌RNA的提取与检测。该器件由COC热压印制成，具有低自荧光、生物相容性和可制造性。芯片集成微加热器，在细菌热裂解后实现RNA提取，并在不同工作参数下对其功能进行了表征。碳电阻温度传感器被印刷在生物芯片密封膜上，用于监测加热过程。芯片外和芯片内处理的RN...
硫化合物对许多工业和生物体至关重要，但会对人体造成严重呼吸问题，因此测定硫浓度具有重要意义。本研究报道了一种新型便携式安培石墨烯氧化物–蛋白生物传感器平台，其核心特征是采用微流控构型。以白蛋白金属蛋白作为生物识别元件，合成氧化石墨烯（GO），并通过透射电子显微镜（TEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）进行表征。利用 EDC/NHS...
本研究设计、制备并测试了一种基于微机电系统（MEMS）的阻抗生物传感器，用于在生鸡肉产品中有效检测大肠杆菌 O157:H7 和鼠伤寒沙门氏菌等细菌细胞的存在。该传感器采用由多组叉指电极阵列构成的检测区域，并利用基于正介电泳（p-DEP）的聚焦电极，将细菌细胞聚焦并浓缩于流体微通道中心线，再引导至检测微通道。器件通过表面微加工技术在玻...
近年来，酶-金属有机框架（enzyme-MOF）生物矿化可在不损失活性的前提下提高酶稳定性，但多数研究聚焦颗粒形式，需后固定到固体载体，限制了实际应用。本文采用贻贝启发的聚多巴胺/聚乙烯亚胺（PDA/PEI）涂层，在聚丙烯（PP）微流控通道中图案化酶-MOF，并利用亲疏水梯度实现无泵液体运输。作为概念验证，将葡萄糖氧化酶（GOx）与...
为研究悬浮细胞的快速信号转导，亟需能够灵活操控单细胞并同时产生可控化学刺激信号的微流控平台。本文开发了一种微流控生物传感器，用于监测胞内钙信号，并集成单细胞捕获、化学刺激与释放功能。通过气压控制可变形 PDMS 薄膜，实现单个细胞的选择性捕获与释放；基于柔性流体门控的高可控化学单细胞刺激，对胞内钙信号的激活进行了定性和定量研究。在同...
过去数十年，生物工程师为再生医学开发了多种生物材料。筛选技术的发展对于理解细胞在生物微环境中的复杂行为至关重要。传统体外细胞行为筛选方法在准确性、可重复使用性、劳动密集性和通用性方面存在局限，因此基于体外筛选平台的药物筛选和毒理学测试效果有限。近年来，高通量筛选平台通过重建人体组织的生物物理和生化微环境，并实现对微型化人体组织行为的...
本文报道了一种用于快速检测低浓度大肠杆菌O157:H7的微流控MEMS生物传感器的设计、制备与测试。该传感器包含聚焦区和传感区：聚焦区由电镀金斜坡垂直电极对和嵌入微通道内的45°倾斜薄膜指电极对组成，可产生正介电电泳力，将细菌细胞驱向微通道中心；流体拖曳力随后将聚焦后的细胞输送至传感区。传感区嵌入三组互指电极阵列（IDEA），分别具...
迫切需要开发快速、原位、实时工具以监测污染排放毒性对水生生态系统的影响。本文开发了一种新型、易用、低成本、便携且用户友好的微藻生物传感器。研究构建了完整自主的便携式荧光计，用于测定通过毛细作用插入低成本一次性xurography微流控芯片中的微藻A-叶绿素荧光。采用三种微藻种群构建传感器：小球藻Chlorella vulgaris、...
基于低成本材料构建的微流控装置可作为传统流动分析系统的替代方案，具有试剂和样品消耗低、分析速度快、便于携带以及构建和维护简单等优点。本文首次报道将用于酚检测的电化学生物传感器与基于商用纺织线的简单高效微流控装置相结合。该装置利用毛细现象和重力实现溶液输送，无需外部动力或注射泵。丝网印刷电极先经碳纳米管/金纳米粒子修饰，再共价固定酪氨...
腱病常通过局部注射麻醉药、非甾体抗炎药（NSAIDs）和糖皮质激素治疗，但这些药物可能对腱细胞产生细胞毒性，需确定最大有效剂量。商业二维微流控 xCELLigence 系统可实时、无标记监测细胞增殖及对刺激的反应。本研究评估人腱细胞能否在 xCELLigence 系统中成功增殖，并比较其与常规培养方法的一致性。将第一代人腱细胞接种于...
本研究开发一种名为迭代力学特性（iMECH）分析仪的微流控生物传感器，用于对单个细胞进行无标记生物力学表征，以区分转移性和非转移性人乳腺细胞系。此前结果表明，脉冲机械纳米压痕可调节细胞生物力学，使转移性和非转移性细胞系产生明显不同的力学响应。iMECH分析仪将这一概念转化为更具临床相关性的微流控平台。该分析仪通过负压驱动细胞穿过由窄...
结核病仍是全球主要死因之一，活动性结核患者未诊断时死亡率可超过50%，因此快速、准确的诊断与及时治疗是控制疫情的关键。本文研究的微生物传感器以适配体作为识别元件，用于检测结核分枝杆菌分泌蛋白MPT64，并将其与带进出口的微流控腔室结合。微流控平台具有成本低、试剂少、样品量小、处理时间短等优点。本研究利用计算流体力学（CFD）评估现有...