微流控技术正成为构建具有集成读出功能的微生理系统的重要技术。本文报道将酶基多分析物生物传感器集成到多组织培养平台，用于“body-on-a-chip”应用。微流控平台基于悬挂滴网络技术，用于形成、培养和分析流体互连的类器官球形三维（3D）微组织，可容纳多种细胞类型。传感器模块设计为小型玻璃插件，包含四个铂工作电极、一个铂对电极和一个...
过去十年生物传感器取得巨大进展，但避免外部管路和泵送并集成到微流控环境中的工作仍被忽视。本文提出一种新型微流控设计，集成多个试剂储存腔和一次性电化学微泵，用于按时间控制输送液体。该卡盒以基于氮化硅的光子生物传感器进行了测试和验证，该传感器包含多个光学环谐振器作为传感元件，并以免疫分析作为潜在目标应用。基于演示模型获得的实验结果，作者...
表面等离子体激元（SPP）传感器主要基于棱镜或光栅耦合，光谱扫描与角度扫描是两种主要探测方式。角度扫描因使用单波长激光、信噪比高而具有更高测量精度，但现有 SPR 传感器最大角灵敏度通常仅为 500°–600°/RIU。本文报道光栅耦合双曲超材料（GC-HMM）传感器，通过激发双曲超材料中的体等离子体极化激元（BPP）实现从可见到近...
本文提出一种四通道、高灵敏度且高线性的电化学生物传感器，用于神经递质（neurotransmitter, NT）的检测与定量。该传感器基于多通道微流控平台，能够检测从纳安到毫安范围的神经递质相关电流，灵敏度达到皮安量级。系统采用全差分恒电位仪架构，具有约90 dB的共模抑制比，适合低噪声和高灵敏度应用。整个系统实现于15 mm×15...
本文提出一种基于生物医学微机电系统（BioMEMS）的便携式、低成本智能手机生物标志物检测传感器，用于即时检测（POC）诊断。该生物传感器采用微流控阻抗细胞计数方法，在物理传感层面嵌入硬件模拟信号加密机制，以保护患者诊断数据隐私。传感器通过多组独立输出电极和随机电极选择策略，使单个细胞通过微流控通道时产生多个阻抗峰，并将电极激活模式...
本文首次提出一种基于简单分形结构的电容生物传感器，用于性决定区域Y（SRY）基因的无标记检测与定量。SRY基因位于Y染色体短臂，参与男性性腺发育，其突变或异常与不育、性功能障碍及多种基因突变疾病相关。作者设计了硅基分形电容传感器，采用Parylene C作为介电钝化层以提高传感性能，并集成PDMS微通道以便在检测区进行流体处理。传感...
本文研究用于便携式生物传感器的微滴在振动下的行为。微滴已广泛应用于芯片实验室，便携/可穿戴成为趋势，但微滴的共振（sloshing）可能影响器件稳定性。例如，厚度约5 nm的双层脂质膜（BLM）因脆弱而易在晃动中破裂。作者通过改变微孔形状制备不同尺寸微滴，并在20–100 Hz（包含日常生活频率）范围内考察振动频率对波形的影响，同时...
本文报道了一种用于患者样品中低分子量生物标志物检测的微流控适配体生物传感器。该器件将适配体特异性分析物提取、等度洗脱和基质辅助激光解吸/电离飞行时间（MALDI-TOF）质谱检测集成于单一微流控芯片，实现了人血浆超滤液中精氨酸加压素（AVP）的快速、灵敏、无标记检测。复杂基质中的AVP分子被固定于微珠表面的适配体通过亲和作用特异性捕...
多巴胺（DA）是脑和中枢神经系统中重要的神经递质和局部化学信使，也参与肾、激素及心血管系统调节；其功能异常与帕金森病、阿尔茨海默病等疾病相关，因此需要高灵敏度、高选择性和快速响应的检测方法。本文报道了一种人源多巴胺受体（hDRD1）偶联的多维导电聚合物纳米纤维膜，用于选择性、灵敏地检测多巴胺。该膜由含纳米棒的多维羧基化聚(3,4-乙...
溶血性贫血的严重程度被认为是镰状细胞病某些临床并发症发展的重要因素，但目前缺乏快速有效的诊断方法。将生物传感器与微流控集成的便携式检测平台有望用于新一代即时检测系统。本文报道了一种新型便携式微系统，由多功能介电泳操纵（MDM）装置和表面应力生物传感器组成，用于分离并检测红细胞（RBCs），以辅助诊断溶血性贫血。MDM 装置包含制备区...
脑源性神经营养因子（BDNF）在学习记忆等认知过程中发挥关键作用，但其在行为动物脑内浓度极低（亚纳克/毫升水平），难以直接检测。本研究开发了一种基于叉指微电极（IME）的生物传感器，将抗BDNF抗体固定于聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控通道芯片内的电极表面。该传感器可在微升级液体样品中检测飞克/毫升水平的BDNF，并对其他生长因子具...
多孔网络中的高效质量传输对利用多孔材料实现快速响应的传感应用至关重要。本研究表明，开放端多孔膜可克服封闭端多孔材料在微流控环境中遇到的扩散限制。作者建立了同时包含传输与反应动力学的理论模型，用于研究流速、本体分析物浓度、分析物扩散系数及吸附速率对与流池集成的开放端和封闭端多孔传感器性能的影响。分析表明，开放端孔允许分析物流经孔道，与...
器官芯片模型需要持续、非侵入地监测细胞分泌的生物标志物，以评估药物暴露后的功能状态。现有生物传感方法常受灵敏度、选择性、稳定性不足以及工作体积较大等限制，尤其细胞培养基中含有大量非特异性蛋白和干扰物。本文报道一种新型微流控适配体电化学生物传感平台，用于监测心脏器官样体损伤。该平台可扩展、低成本，并兼容微流控生物反应器。作者将微电极功...
新即时检测（point-of-care, POC）技术的商业化有望推动心脏、肺、血液和睡眠（HLBS）疾病精准医学的发展。个体化医疗依赖对患者健康状况的快速、低成本、近实时监测，而现有生理数据多来自医院或诊所的单时间点采集，难以反映活动水平、环境、昼夜节律等瞬态变量。美国国家心肺血液研究所（NHLBI）因此通过小企业创新研究机制资助...
随着医疗诊断向更便携和个性化方向发展，利用电信号进行生物传感和即时检测具有巨大潜力。电学生物芯片可用于操控和感知生物实体，具有片上样品制备、无标记检测、降低成本与复杂度、减少样品体积、提高便携性和大规模多路检测等固有优势。完全集成的电学生物芯片平台对即时检测系统尤其具有吸引力。本综述总结了电学芯片实验室技术，包括阻抗、电位和安培检测...
本文提出并仿真演示了一种概念性‘光子晶体中实验室’生物传感器，用于增强疾病诊断。该器件由具有光子带隙的多模波导与两侧表面模式耦合构成，并封装在带微流控通道的玻璃载片中。其透射光谱包含多个共振峰，可随不同疾病标志物在左表面、右表面及中心波导位点的结合，产生独特的频率移动和峰透射率非单调变化。基于表面模式与波导模式之间的强/弱耦合切换，...
代谢组学已成为研究生物过程的重要工具，但仅获得代谢物谱而缺乏相应生物活性信息，对理解生物学过程的价值有限。本研究旨在将液相色谱-质谱（LC–MS）代谢组学与基于细胞的受体-配体检测相结合，以发展功能代谢组学方法。作者开发了一种流动式生物传感器，利用稳定表达人瞬时受体电位香草素亚型1（TRPV1）钙离子通道和荧光胞内钙报告蛋白 YC3...
食品中隐藏过敏原的存在风险增加了对快速、灵敏、可靠方法追踪商品中食品过敏原的需求。传统酶联免疫吸附试验（ELISA）通常在中心实验室进行，需要较长时间、大量样品/试剂以及昂贵检测仪器。本研究开发了一种微流控ELISA平台并结合定制光学传感器，用于定量分析小麦麸质和Ara h 1蛋白。所开发的微流控ELISA生物传感器将总检测时间从数...
本研究采用流动式局域表面等离子共振（LSPR）生物传感器，研究凝集素与表面接枝糖聚合物刷的结合动力学。将孔径400 nm的聚碳酸酯滤膜双面溅射114 nm金层，作为表面引发原子转移自由基聚合（SI-ATRP）的基底，在表面接枝糖单体形成糖聚合物刷。随后在表面进行两步酶促反应，将表面糖链修饰为呈现三糖Galα1,3Galβ1,4Glc...
本文提出一种基于表面等离子共振（SPR）的塑料光纤生物传感器，用于检测血清中C反应蛋白（CRP）。该传感器采用侧抛光多模塑料光纤作为光波导，并在暴露纤芯表面溅射金膜形成等离子体响应层；传感器被集成到自制热稳定微流控流路中，通过珀尔帖元件和热敏电阻控制温度，避免热漂移和机械波动，保证测量稳定。传感表面经11-巯基十一烷酸自组装、EDC...