本研究评估了在电化学微流控单元内利用光寻址方式检测并操纵局部 pH 梯度的可行性。系统由光寻址电极（LAE）和光寻址电位传感器（LAPS）组成，构成执行器—传感器平台。LAE 采用 SnO2:F/TiO2 结构，通过空间分辨光照诱导光电催化水氧化，在微流控通道内产生可控 H+ 梯度；LAPS 采用 n-Si/SiO2/Si3N4 结...
本研究报道了一种用于C-反应蛋白（CRP）全范围定量的便捷分析方法。CRP是感染和心血管事件的血液生物标志物。作者利用串联巨磁阻（GMR）传感器，在单次检测中直接测定未稀释人血清中整个诊断相关浓度范围内的CRP。该串联设计将一步夹心免疫分析与竞争免疫分析结合，可区分一步夹心法在高浓度下因“钩状效应”产生的多值剂量-响应曲线，从而实现...
传统生化反应监测通常只测量可检测的试剂或产物，并假设不可检测物种严格遵循化学计量关系，因此易受测量误差影响。本文基于金属氧化物薄膜晶体管（TFT）生物传感器，建立实时分子扩散模型，用于标定反应体系中试剂与产物的浓度。以还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）与草酰乙酸（OAA）在苹果酸脱氢酶（MDH）催化下的反应为例，作者对多种不同初...
基于超表面辅助的太赫兹（THz）实时无标记生物传感器备受关注，但在 THz 波段对强吸收液体样品进行高灵敏度特异性检测仍具挑战。本文将石墨烯与 THz 超表面集成到微流控细胞中，用于高灵敏生物传感。所提出的 THz 石墨烯-超表面微流控平台可有效减少样品溶液体积，并增强生物分子与 THz 波之间的相互作用，从而提高灵敏度。作为概念验...
阻抗生物传感器通过施加正弦输入电压，测量生物分子存在时引起的电阻抗变化。本文提出一种新型便携式阻抗生物传感器平台，利用微球作为标记物提高免疫检测灵敏度。该平台采用 2×4 互指电极阵列（电极宽度/间隙均为 10 μm）和微型阻抗分析仪，并集成微流控通道以评估微球标记带来的信号增强。为研究微球材料对传感器阵列的影响，作者测试了磁性、二...
传统动力学常数测量通常在平衡态进行，尤其当结合速率常数 kon 较低时，可能需要较大样品体积。若采用非平衡测量，样品会被流动的运行缓冲液稀释，导致结果偏差。在样品量有限的生物化学和医学应用中，亟需低体积动力学测量工具。本文结合实验、数值模拟与建模，提出一种基于表面等离子共振（SPR）的非平衡测量方法，将流动稀释效应转化为可校正因素，...
细胞外囊泡（EVs）因与特定临床状态密切相关而成为重要诊断生物标志物，但EVs表型分析通常耗时且需长时间孵育。本文报道一种基于干涉反射成像传感器（IRIS）的无标记、实时、多路EVs结合动力学检测方法。在微流控腔室中，EVs与表面固定的多种探针结合，通过调节孵育时间、流动条件、表面探针密度和探针特异性优化捕获反应。单个实验时间小于1...
本文综述了用于2019冠状病毒病（COVID-19）检测的纸基生物传感器（PBBs）研究进展。目前，PBBs 主要面向严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）的病毒基因、病毒抗原和人体抗体三类靶标，涵盖试纸条、侧流层析（LFA）和纸基微流控（µPAD）等格式。文章比较了不同PBBs的结构特征、识别元件、纳米标记物、信号读...
本研究开发了一种基于微流控颗粒积累的便携式生物传感器，用于铜离子的视觉定量检测。该传感器利用铜依赖型DNAzyme连接磁性微球（MMPs）和聚苯乙烯微球（PMPs），形成MMPs-DNAzyme-PMPs复合物。当存在铜离子时，DNAzyme被切割，使游离PMPs从复合物中释放。在毛细流驱动的微流控器件中，MMPs-DNAzyme-...
本文提出一种基于金刚石中氮空位（NV）量子色心电荷态操控的无标记生物传感器概念，并将其与构建在硼掺杂金刚石（BDD）上的电化学微流控流动池传感器相结合。该器件可设定于特定电化学电位，从而锁定特定化学反应，同时由NV中心提供传感功能。NV中心电荷态占据首先通过门电极施加偏压进行初始制备，随后通过暴露于待测带电分子而改变。作者通过无标记...
代谢物酶促比色分析可提供与疾病发生和进展相关的能量转换及生物合成特征。基于二维过渡金属二硫化物（TMDCs）的微型光电探测器有望推动采用高灵敏酶促比色检测的即时诊断。降低诊断成本需要批量多样本检测，因此构建性能一致的少层 TMDC 光电探测器阵列对实现微型批量多样本酶促比色分析至关重要。本文构建了 4×4 像素少层二硫化钼（MoS2...
本文报道了一种用于癌症治疗监测的光子生物传感器装置，作为伴随诊断工具。该装置整合光子、纳米生化、微流控和读取/封装平台等多学科概念，旨在克服检测可靠性、灵敏度、特异性、紧凑性和成本方面的限制。光子传感器基于硅氮化物基底上的六个非对称马赫-曾德尔干涉仪（aMZI）波导阵列，通过测量分析物结合到功能化 aMZI 表面所引起的输出信号相位...
本文提出并实验演示了一种用于传感应用的模块化微环激光器（MML）腔。与传统简单环腔相比，MML 将激光腔划分为多个可独立设计的区域，使灵敏度、功率效率、自由光谱范围等生物传感器性能参数能够半独立优化，从而减少设计折中。作者基于 Al2O3:Yb3+ 集成光子平台制备了第一代 MML 器件，并进行了激光与传感性能测试。器件光纤到光纤斜...
量子点（QDs）是尺寸2–10 nm的合成半导体纳米晶，因量子限域效应具有高摩尔吸收系数、抗化学降解、高量子产率及尺寸可调发射等独特光电性质。与有机荧光染料相比，QD发射带更窄、吸收带更宽，有利于细胞成像和生物传感中的多目标检测。随着纳米材料被集成到微流控系统，微流控技术凭借其经济、可重复、易修饰和易与其他技术集成的优势，加速了纳米...
转移是决定癌症患者治疗与生存的关键复杂过程，临床亟需实时监测转移状态以指导治疗。本文提出一种基于秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的微流控生物传感器（WB biosensor），在明确环境中快速监测与转移相关的生化线索。与传统生物标志物方法相比，该传感器成本低、通量高，仅需对输出进行视觉量化。将成年线虫置于...
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，已成为影响公共卫生和经济活动的重大大流行。由于病毒在人体肠上皮细胞中复制并经粪便排出，废水监测是一种理想、无创、低成本且可早期预警的流行病学方法，用于检测SARS-CoV-2遗传物质。本文综述了市政废水中SARS-CoV-2的检测技术和...
本文报道了一种基于双巨磁阻（GMR）传感器阵列的微流控夹心免疫分析系统，用于在临床相关浓度范围内定量人血浆中心力衰竭生物标志物N末端B型利钠肽前体（NT-proBNP）。该系统将两个相同GMR传感器串联使用，并分别固定亲和性不同的捕获抗体Ab1和Ab2，使低浓度抗原主要由传感器I响应，高浓度抗原主要由传感器II响应，中间浓度通过两条...
尿酸分析对痛风的预后、诊断和治疗至关重要。现有技术或缺乏特异性，或性能不足，难以满足即时检测（POC）尿酸监测需求。本文首次报道一种基于三维超级取向碳纳米管（SACNT）阵列的电化学生物传感器，用于POC尿酸监测。该传感器工作电极由有序三维SACNT阵列构成，并通过沉淀和交联程序固定尿酸酶。该结构具有更高酶密度、与反应物更大的接触面...
在全球范围内，当前疫情态势反映出病原体所致传染病发病率上升，其快速传播威胁人群健康与经济。传统诊断工具耗时长、依赖复杂实验室流程，难以满足医疗需求。即时检测（POCT）可在现场数分钟内提供快速、实验室质量的微生物诊断，有助于传染病早期发现、及时治疗并阻断传播。本文综述了近期开发的POCT诊断技术与医疗物联网（IoMT）集成或未来集成...
本文综述了传染病即时诊断（POC）从检测方法到器件的发展。作者指出，与传统培养、ELISA和核酸检测相比，POC诊断具有快速、灵敏、特异、低成本、便携和现场检测等优势，对控制SARS-CoV-2等传染病疫情具有重要意义。文章系统总结了电化学生物传感器、荧光生物传感器、表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器、比色生物传感器、化学发光生...