A Single-Layer PDMS Chamber for On-Chip Bacteria Culture.
芯片上细胞培养装置已广泛用于哺乳动物细胞和细菌研究，但多数设计依赖多层PDMS微流控阀，制造和操作复杂。本文提出一种基于单层PDMS微流控阀的芯片上大肠杆菌培养腔。为实现培养基持续流动，作者开发了一种（半）常闭单层微流控阀：在静息状态下，阀体侧边约0.5 µm缝隙允许培养基通过并阻挡细菌；施加负压时柔性PDMS膜变形，使细菌进入培养...
Characterizations of protein-ligand reaction kinetics by transistor-microfluidic integrated sensors.
理解蛋白-配体相互作用的结合亲和力与动力学，对临床诊断和药物开发中筛选治疗候选物至关重要。本文报道了一种集成定制微流控芯片的IGZO薄膜晶体管（IGZO-TFT）生物传感器，用于实时研究蛋白-配体生化相互作用的结合动力学。该传感器通过感知生物分子所带电荷来提取结合特性。以溶菌酶（lysozyme）与三-N-乙酰-D-氨基葡萄糖（NA...
Design of a Multiplexed Analyte Biosensor using Digital Barcoded Particles and Impedance Spectroscopy.
多路复用可在单步中定量多种分析物，相比单项检测具有处理时间短、样本量低和单次成本更低的优势。目前流式细胞术是生物医学多路复用的金标准，但需要技术培训、大量数据处理以及高昂的运行和购置成本。为解决该问题，作者设计了数字条形码颗粒和微流控架构，用于多分析物定量。本文模拟并建模了基于条形码聚合物微颗粒的非荧光微流控阻抗检测，采用单一激励与...
An ultrasensitive biosensor for fast detection of Salmonella using 3D magnetic grid separation and urease catalysis.
本研究开发了一种用于快速检测沙门氏菌的超灵敏生物传感器。该传感器利用自组装磁性纳米颗粒（MNP）链实现大体积样品中沙门氏菌的连续流分离，采用脲酶修饰金纳米颗粒（GNP）对目标菌进行特异性标记并高效放大信号，最后通过线性扫描伏安法灵敏检测催化产物。首先，在相互排斥的圆柱磁铁和环形铁齿轮控制下，抗沙门氏菌单克隆抗体修饰的 MNP 在三维...
Monitoring the hemostasis process through the electrical characteristics of a graphene-based field-effect transistor.
石墨烯基晶体管在评估生物分析物载流子密度方面具有应用前景。本文报道了一种溶液门石墨烯基场效应晶体管（GFET）的设计与制备，用于基于全血样品中载流子密度变化监测和评估凝血因子之间的相互作用。在凝血级联生化反应过程中，石墨烯表面出现掺杂效应，表现为狄拉克点电压（VDirac）发生偏移。作者进一步使用经促凝剂（维生素K、氯化钙、凝血活酶...
Cytokine and Cancer Biomarkers Detection: The Dawn of Electrochemical Paper-Based Biosensor.
尽管酶联免疫吸附测定（ELISA）平台在细胞因子和肿瘤标志物检测中具有成熟优势，但即时诊断对特异性、灵敏度、简便性、可及性和经济性的需求推动了新型传感器的发展。纸基生物传感器具有便携、低成本、可现场快速分析且无需实验室操作的优势，有望用于原位检测。电化学检测在将定性评估转化为定量测定中发挥关键作用。本文综述了影响电化学纸基生物传感器...
3D Hydrodynamic Focusing in Microscale Optofluidic Channels Formed with a Single Sacrificial Layer.
光流体器件能够检测单分子，但通常需要更高的灵敏度与特异性，流体聚焦（HDF）可改善这一性能。本文在10 µm尺度微通道截面中，利用单层牺牲层实现了三维流体聚焦（3DHDF）。该设计通过缓冲液鞘流包裹样品液，需要四个流体端口并以压力驱动流动；在基底中刻蚀形成的低压腔（pit）使样品流下降并展平，随后缓冲液从上方和沟槽（trench）方...
Combining whispering gallery mode optofluidic microbubble resonator sensor with GR-5 DNAzyme for ultra-sensitive lead ion detection.
铅离子是常见有害污染物，可进入饮用水并对人体尤其是儿童造成严重危害。本文提出一种结合回音壁模式（WGM）光流控微泡谐振器与经典 GR-5 DNAzyme 的超灵敏铅离子检测方法。借助 piranha 溶液和聚-L-赖氨酸（PLL）溶液，GR-5 DNAzyme 被成功修饰在微泡内壁上。作者分析了微泡的模场分布，薄壁光流控传感器获得最...
A wearable lab-on-a-patch platform with stretchable nanostructured biosensor for non-invasive immunodetection of biomarker in sweat.
柔顺、可穿戴的生物传感器集成系统有望实现体液中生物标志物的非侵入、定量原位检测，但制造能精确处理体表液体且操作简单的软性亲和生物传感器贴片仍具挑战。本文展示一种柔顺可穿戴“贴片实验室”（lab-on-a-patch, LOP）平台，由可拉伸无标记阻抗生物传感器与可拉伸微流控器件组成，用于原位检测汗液中的激素标志物皮质醇。一体化可拉伸...
The role of sampling in wearable sweat sensors.
可穿戴汗液传感器在非侵入、实时监测汗液中关键生物标志物方面表现出优异性能，为个体在分子水平动态监测自身生理状态提供了可能。采样是影响汗液分析结果准确性的关键步骤。本文综述了常用汗液采样方法，并重点讨论可穿戴传感器中的汗液采样策略，包括功能吸收材料、超疏水/超亲水表面、汗液引导通道以及表皮微流控系统。传统方法如全身冲洗法、贴片、聚合物...
Lab-on-a-Chip Systems for Aptamer-Based Biosensing.
适配体是从随机寡核苷酸或肽库中筛选出的、对特定生物分子具有高亲和力的短序列，可作为生物传感器中替代抗体的新一代识别元件。近年来，适配体因稳定性高、成本低、可批量制备和可重复使用等优势，被广泛整合到多种传感平台中，以提高分析物检测的特异性与选择性。与此同时，芯片实验室（LOC）、即时检测（POC）和个性化医学快速发展，将适配体传感器与...
Microfluidic-Based Biosensor for Blood Viscosity and Erythrocyte Sedimentation Rate Using Disposable Fluid Delivery System.
为有效量化血样中红细胞（RBC）或血浆蛋白的变化，需同时测量血液粘度和红细胞沉降率（ESR）。传统微流控方法需要两个注射泵分别控制两种流体流速。本研究采用两个气压注射器（ACS）替代注射泵，将血液样品和参考流体送入 T 形微流控通道。由于 ACS 输送下各流体流速随时间不确定，研究选用红细胞悬浮于 40% 甘油溶液（Hct=7%）作...
Electrochemical Paper-Based Biosensor Devices for Rapid Detection of Biomarkers.
在医疗健康领域，能够快速、准确辅助疾病诊断、预后和监测的新型诊断工具需求迫切。对于疾病或感染生物标志物的原位检测，即时检测(POC)设备相比传统方法具有显著速度优势，可帮助临床决策。过去十年，结合纸基衬底与电化学检测组件的纸基分析器件已成为重要的即时需求诊断工具。本综述重点回顾2015—2019年该领域的重要工作，尤其详细分析201...
Label-Free Multi-Microfluidic Immunoassays with Liquid Crystals on Polydimethylsiloxane Biosensing Chips.
本研究开发了一种基于液晶（LC）的多微流控免疫检测新格式，并将其集成于聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底上。该设计中，液晶取向受微通道四壁与周围液晶界面强烈影响。当取向层涂覆于微通道内壁时，液晶呈垂直取向，在交叉偏振器下呈暗态；当抗原与固定在取向层上的抗体结合并覆盖通道壁后，液晶取向被破坏，光强由暗变亮。通过压力驱动流动，可按顺序以光学...
An FcεRI-IgE-based genetically encoded microfluidic cell sensor for fast Gram-negative bacterial screening in food samples.
本研究构建了一种基于 FcεRI-IgE 的基因编码微流控细胞传感器，用于食品样品中革兰氏阴性菌的快速筛查。通过基因工程抗体技术制备 CD14-Fcε IgE 嵌合蛋白，使其能够识别目标细菌或脂多糖（LPS）。首先利用慢病毒转染建立稳定表达 GCaMP6s 的 RBL-2H3 肥大细胞系，以监测细胞内钙离子流并提高检测灵敏度。微流控...
High-Throughput Screening Technology in Industrial Biotechnology.
随着自动化设备和快速检测方法的发展，多种高通量筛选（HTS）策略已被建立，用于提升工业微生物的性能。本文讨论了提高HTS效率的关键因素，包括构建高多样性筛选库，以及采用新型检测方法扩大搜索范围并突出目标化合物。文章还总结了HTS在增强工业微生物性能中的应用，并围绕合成生物学、纳米技术和人工智能的快速发展，讨论了工业生物技术中HTS面...
Microfluidic opportunities in printed electrolyte-gated transistor biosensors.
印刷电解质栅晶体管（EGT）是一种新兴生物传感器平台，它利用印刷电子带来的低成本、易加工优势，并结合离子凝胶介电层实现低电压工作。与传统化学场效应晶体管相比，EGT 属于无标记、非光学传感方式，具有较高增益，可完成一些常规 ChemFET 架构难以实现的检测操作。本文首先概述 EGT 的器件制备与工作原理，包括有机半导体通道、离子凝...
Portable and automated fluorescence microarray biosensing platform for on-site parallel detection and early-warning of multiple pollutants.
本研究构建了一种便携式自动化荧光微阵列生物传感平台（FMB），用于现场平行检测多种分析物。该平台采用紧凑混合光学结构、微流控和微阵列生物传感器。其中，由1×4单模光纤耦合器（SFC）、四个光纤开关和单-多模光纤束耦合器（SMFBC）组成的混合光学结构首次用于传输激发光并收集、传输多通道荧光信号。通过控制光纤开关，基于时间分辨效应，仅...
The review of Lab-on-PCB for biomedical application.
传染病预防、疾病诊断和治疗方案确定均依赖生物传感器检测和分析生物标志物，通常包括细胞分析、生化分析、免疫分析和分子诊断四类。传统生物传感设备昂贵、体积大且检测耗时长，限制了其在资源有限地区的应用。近年来，将生物传感技术与印刷电路板（PCB）技术结合的Lab-on-PCB平台因高集成度、可个性化设计和易于批量生产而在生物医学领域得到广...
Boosting biomolecular interactions through DNA origami nano-tailored biosensing interfaces.
生物受体与其靶标之间的相互作用是开发高灵敏、高特异且稳健诊断器件的关键。生物受体在传感表面的间距和取向若不理想，会阻碍生物分子相互作用并降低生物传感器性能。本研究首次提出并实现了一种三维 DNA 折纸（DNA origami）设计，其包含针对检测体系定制的锚定点，用于在 Evalution 微流控平台中圆盘形微颗粒表面纳米结构化生物...