结直肠癌（CRC）早期常无症状且结肠镜具侵入性，因此发展非侵入性生物标志物检测方法对降低死亡率至关重要。miR-451已被报道为CRC相关候选生物标志物。本文提出一种基于金纳米颗粒（AuNPs）的原位单颗粒光谱检测策略，用于无扩增定量检测miR-451。在功能化微流控基底上固定AuNPs，可实时监测单颗粒局域表面等离子共振（LSPR...
冯·维勒布兰德病（VWD）由von Willebrand factor（VWF）的定量或定性异常导致凝血障碍。目前诊断需分别测定VWF浓度及其与多种蛋白的结合活性，流程复杂、昂贵且耗时。本文报道一种多重生物传感器，可在血浆中同时测定VWF浓度和结合活性，实现VWD快速诊断及亚型区分。该传感器以18通道光子环谐振器为核心，采用一次性侧...
环辅助马赫-曾德尔干涉仪（RA-MZI）具有高灵敏度和快速光学响应，已用作无标记纳米光子生物传感器。然而，大多数基于RA-MZI的生物传感器需要对环表面进行化学修饰，以固定可与目标分子相互作用的生物分子。本文报道了一种新型微流控集成RA-MZI（µFRA-MZI），其微流控通道直接制作在光子环谐振器上方。µFRA-MZI可在不化学修...
本研究开发了一种提供光学读出的无标记生物传感器，用于连续检测人白细胞介素-8（IL-8）。IL-8在多种癌症中过表达，可作为癌症预后评估和治疗评价的生物标志物。作者构建了紧凑、便携且易组装的生物传感模块，将流体芯片、生物传感芯片和基于光纤的光学读出头集成于单一模块。生物传感芯片由共振纳米柱换能器（RNP）阵列组成；RNP面朝下集成到...
磁性纳米颗粒被广泛用作生物医学应用中的标记或信号标签。在微流控系统中检测并区分尺寸相近的移动磁性纳米颗粒的磁信号，对生物传感至关重要但极具挑战。本研究提出一种原创方法，用于检测和区分尺寸相近的移动超顺磁（SPM）与亚铁磁（FM）纳米颗粒的磁信号。该方法采用高灵敏度磁线圈传感器，利用巨磁阻抗（GMI）效应与LC谐振电路的协同作用，性能...
本研究开发了一种光流控芯片，将导模共振（GMR）传感器集成于微流控芯片中，实现血浆分离与白蛋白无标记检测。微流控芯片内置沉降室，利用血液组分密度差异分离血浆；全血以两阶段受控流速注入，血细胞被截留在沉降室，仅血浆进入GMR传感区。GMR传感器采用塑料复制模塑工艺制备，体相折射率灵敏度为175.66 nm/RIU。表面固定抗白蛋白抗体...
DNA 是遗传信息存储与传递的核心分子，其序列分析可用于遗传病诊断、基因表达监测和病原体检测。传统 PCR 和 NGS 存在流程复杂、成本高、需专业计算等局限，因此亟需无酶、无扩增的快速低成本 DNA 检测策略。本研究提出一种 DNA 功能化波导增强纳米等离子体光流生物传感器，将等离子体金纳米粒子（AuNPs）与玻璃平面波导（WG）...
传统培养与分子方法检测饮用水中大肠杆菌耗时长，且难以区分活性与非活性菌。本文开发并验证一种光子免疫传感器，由功能化抗体并集成于微流控通道的氮化硅环谐振器组成，用于饮用水中大肠杆菌的检测与间接定量。通过间接ELISA筛选针对大肠杆菌膜脂多糖（LPS）和β-半乳糖苷酶的单克隆及多克隆抗体，并在氮化硅表面完成固定化对照。经不同消毒处理的水...
本研究利用光栅耦合干涉（GCI）生物传感器，采用新型多路复用实验设计，对含1056个片段的小分子库进行筛选，以鉴定靶向SMYD3的新配体。SMYD3是抗癌药物潜在靶点，早期研究主要关注其赖氨酸甲基转移酶活性抑制剂，但SMYD3具有多个蛋白互作伙伴并在致癌中可能发挥多种作用，因此靶向该蛋白的配体作用方式尚不明确。作者旨在区分结合活性位...
许多应用需要对流动中的分散颗粒进行上游样品处理，以提高颗粒浓度（如增强生物传感器准确性）或降低浓度（如去除污染物）。交流介电电泳（DEP）已广泛用于流动中颗粒捕获，但其力随距电极边缘距离迅速衰减，纳米级颗粒如病毒和细菌只能在靠近电极表面处被捕获，从而限制可用流速并影响实际器件应用。相反，交流电渗（ACEO）可将颗粒驱动至电极表面，但...
脓毒症是危及生命的全身炎症反应，需要在“黄金一小时”内经济、准确、快速检测生物标志物以降低患者死亡率。本文提出一种低成本波导增强纳米金链式免疫测定（WENLISA），基于纳米等离子体波导生物传感器，用于快速、高灵敏检测脓毒症相关炎症标志物降钙素原（PCT）。为降低检出限，采用夹心法：捕获抗体固定于波导表面，检测抗体偶联金纳米颗粒，与...
本研究提出一种基于梯度光栅周期导模共振（GGP-GMR）的手持式生物传感器。与传统 GMR 传感器不同，该器件的光栅周期沿长度方向渐变，使共振波长沿器件长度线性变化。当窄带光正入射时，光在特定光栅周期处发生共振反射，而在其他周期处透射，从而在下方 CMOS 上形成一条暗带；通过监测暗带位移即可确定目标分析物浓度。作者设计并制造了包含...
将生物传感器与智能手机集成已成为检测多种生物分子并替代昂贵实验室仪器的热门方向。本文报道了一种基于梯度光栅周期导模共振（GGP-GMR）的新型智能手机生物传感器系统。该传感器由多个不同周期的光栅组成，每个周期对应并阻挡特定共振波长的光，从而在下方CCD上形成暗带；通过监测暗带位置位移，可确定样品中分子浓度。系统采用LED照明，透射光...
本文报道一种用于生物医学分析的芯片级多通道传感平台，基于光学氮化硅（SiNx）微环谐振器（MRR）。该光子集成芯片工作在约1550 nm 的 C 波段，采用 CMOS 兼容工艺制造，包含低限制波导、光栅耦合器、多模干涉耦合器和八个 MRR 传感通道，并配备可更换微流控腔以控制样品流动。作者通过氧等离子体、氨基硅烷和戊二醛对 MRR ...
生物传感技术的进步为将实验室技术转化为临床即时检测应用提供了机遇。近期研究集中于电化学和光学生物传感平台，但这些平台对多数可在皮肤上测量的临床相关靶标灵敏度较低。此外，生物分子非特异性吸附（生物污损）被证明是限制这些检测系统寿命和性能的关键因素。本研究旨在利用生物材料的选择性吸附特性，实现分析物的富集与检测，目标是开发一种集成于微流...
器官芯片（Organ-on-a-Chip, OoC）系统正成为药物筛选和医学研究中的重要体外分析方法。为实现细胞培养响应的连续生物分子监测，在微流控系统或排液管中进行无标记检测具有前景。本研究将光子晶体平板与微流控芯片集成，作为无标记生物标志物检测的光学换能器，并以非接触方式读出结合动力学。作者利用光谱仪和一维空间分辨数据分析方法，...
本文提出并验证了用于高灵敏生物芯片表面的树状大分子涂层，可增强低分子量生物分子（小分子）的高效吸附，并提高无标记、实时光子晶体表面模式（PC SM）生物传感器的灵敏度。生物分子吸附通过测量光子晶体表面光学模式参数变化来检测。作者详细描述了生物芯片的逐步制备过程。以寡核苷酸作为小分子模型，并在微流控模式下进行 PC SM 可视化检测，...
在 SARS-CoV-2 持续传播及新变异株不断出现的背景下，快速、准确、频繁检测的需求日益增加。奥密克戎变异株临床表现与其他常见呼吸道感染更为相似，同时检测多种潜在病原体有助于区分 SARS-CoV-2 感染与其他症状重叠疾病，对个体化治疗和疫情控制具有重要意义。本文报道了一种基于亚波长光栅微环谐振器（SUMIRR）的 SARS-...
本文研究了微通道高度对声流速度和电容式微加工超声换能器（CMUT）单元阻尼的影响。实验采用高度0.15–1.75 mm的微通道，计算模型覆盖10–1800 μm。模拟与测量结果均显示，声流效率存在与5 MHz体声波波长相关的局部极小和极大。局部极小出现在微通道高度为半波长150 μm整数倍处，由激发波与反射波相消干涉引起；因此非15...
组织芯片（TC）又称微生理系统（MPS）或器官芯片（OC/OoC），旨在小尺度模拟人体生理，以提高动物模型的可重复性和人体相关性，并降低费用与伦理成本。然而，现有TC大多采用终点分析，难以在细胞产生特定生物分子时进行实时检测。为此，作者将用于炎症细胞因子的光子生物传感器整合到模型TC中。人支气管上皮细胞在微流控装置中培养，并用脂多糖...