本文采用具有同轴流聚焦结构的玻璃毛细管微流控方法，制备了荧光水凝胶葡萄糖生物传感器（FHGB）微滴。先将丙烯酰胺（AAm）单体、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBAm）和引发剂过硫酸铵（APS）分散相与含TEMED和Krytox 157FSH的氟碳油连续相共流，形成水/油微滴并聚合为聚丙烯酰胺（PAAm）微滴；随后用NaOH/T...
细胞外调节激酶（ERK）是决定细胞增殖、分化和迁移等命运的关键调控分子。本文提出一种用于在时间分辨生长因子刺激下学习 ERK 动力学的新型实验流程。遗传编码的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器具有高信噪比，可在每个时间点获取大量单细胞 ERK 活性；计算机控制微流控则精细调节刺激的时间模式。利用该平台，作者观察到静态表皮生长因子...
尽管重金属污染监测在科学和技术上具有重要意义，但开发用于现场监测的快速、低成本且高灵敏微阵列传感器仍具挑战。本文开发了一种 DNA 纳米结构微阵列（DNM），其具有管状三维传感表面和有序纳米形貌，用于快速、灵敏地多重检测重金属离子。设计中采用 DNA 四面体结构探针（TSPs）构建传感界面，形成空间分辨且密度可调的传感点，从而改善微...
本研究开发了一种酶基微型荧光生物传感器，用于检测对氧磷（paraoxon），一种典型的神经毒性有机磷化合物。该传感器以聚乙二醇（PEG）水凝胶微阵列为载体，通过光刻图案化将乙酰胆碱酯酶（AChE）和量子点（QDs）包埋于微结构中。为放大荧光信号，作者将羧基化量子点修饰在二氧化硅包覆银纳米粒子（Ag@Silica）表面，利用金属增强荧...
单细胞研究的关键挑战之一是开发快速且生物相容的单细胞分析工具。本文报道了一种在玻璃毛细管中对流驱动下进行的快速DNA纳米结构支撑适配体pull-down（DNaPull）检测，用于分析纳升级或皮升级液滴中的内容物。研究表明，支架化适配体可显著提高目标分子pull-down效率；对流传输使反应在5分钟内完成，较纯扩散的静止模型提高18...
本文报道了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的200 nm单珠端粒传感器，用于在溶液中检测单个未标记DNA分子。该传感器以负载Crimson 625染料的商用荧光聚苯乙烯微球为受体，以杂交固定在微球表面的Alexa 488标记G富集DNA为供体。在ZnTCPP存在下，G富集端粒序列折叠形成G-四链体，使供体与受体距离缩短并产生FR...
单核苷酸多态性（SNP）常与多种基因相关人类疾病有关，其检测备受关注。本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）纳米片的荧光DNA生物传感器，用于研究单碱基错配的类型、位置以及链长对检测的影响。该传感器利用GO对染料标记单链DNA（ssDNA）的高效荧光淬灭作用：当TAMRA标记探针P1未杂交时，ssDNA吸附于GO表面并被淬灭；与完全互...
农药在土壤中的吸附过程影响其迁移、降解、移动性和生物累积，因此需要快速、灵敏、可现场部署且准确的绿色检测技术。本研究将先进光子学与微流控技术相结合，开发了一种基于倏逝波的光流控生物传感平台（EWOB），用于农药的快速免疫检测和吸附动力学分析。该平台由锥形光纤传感器、PMMA微流控芯片、集成光学系统和嵌入式计算机组成，通过表面固定莠去...
荧光蛋白生物传感器通常依赖遗传编码，需要转染质粒并在细胞内表达，因而难以应用于数量稀少、难以转染的原代细胞样本。本研究采用电穿孔将蛋白形式的FRET荧光蛋白生物传感器直接递送至细胞内，无需质粒转染和表达。作者以ECFP/YPet Src FRET报告子为模型，在PDMS微流控通道中完成电穿孔递送、细胞培养与荧光成像。该报告子由Src...
双酚A（BPA）是一种外源性雌激素类内分泌干扰物，广泛用于全球消费品，并在环境和食品中被广泛检出。为快速评估BPA浸出风险，本研究结合倏逝波光纤传感器与微流控技术的优势，开发了一种全光纤光流控生物检测平台（AFOB），用于BPA的快速免疫分析。捕获分子BPA–牛血清白蛋白（BPA–BSA）共价固定于光纤传感器表面。将不同浓度BPA与...
本文提出一种基于耦合等离子体-波导共振（CPWR）激发荧光光谱的生物传感器方案。所设计的对称结构可提供更高的表面电场强度、更长的表面传播长度和深度，从而支持导波模式以高效激发荧光。通过理论与实验研究传感器膜的最优参数，实现对 Cy5 溶液 0.1 nM 的检出限。利用超光谱荧光技术记录样品平面上每个像素的完整发射光谱，进一步提升了荧...
本文报道了一种单片集成阵列波导光栅（AWG）微光谱仪—微流控平台，可用于荧光光谱分析。该概念验证型微光谱仪尺寸仅为 1 cm×1 cm，具有 8 个中心波长不同的输出通道。作者表明，通过相机芯片检测各输出通道信号，可重建被测物的完整荧光光谱。通过对混合量子点溶液、有机荧光染料 Cy5 以及碘化丙啶（PI）—DNA 检测体系进行荧光测...
本文报道了一种面向新型DNA生物传感器技术的早期实验方法。作者将两种5′端带有双尾脂质修饰的寡核苷酸探针分别插入由POPE/POPC（8:2，w/w）组成的人工脂质双分子层中，该双分子层位于光学透明微流控样品载体的cis和trans通道之间。两个通道均充满生理缓冲液。向cis通道注入用Cy5标记的目标DNA序列后，若该序列仅与其中一...
灵敏度分析是片上实验室系统设计的重要方面。本文针对集成光流控荧光生物传感器，提出用数学公式计算流体间隙的最佳宽度，使传感器灵敏度达到最大，该最佳宽度对应特定模式光斑尺寸。研究还表明，传感器灵敏度受光耦合效率影响，而耦合效率随流体间隙宽度、流体折射率以及高阶模的变化而变化。论文采用有效折射率法设计银离子扩散玻璃集成通道波导，并在扩散区...
本文报道了一种用于实时监测 AMPK 活性和细胞能量应激的荧光 FRET 报告系统 AMPKAR。该报告器在 COS-7 细胞中表达，当细胞受到 2-脱氧葡萄糖（2-DG）诱导的能量应激时，AMPK 被激活并引起 AMPKAR 构象变化，导致 FRET 比率发生动态改变；L-葡萄糖对照仅引起轻微下降且无后续信号升高。HPLC 测定显...
选择性调节氧化还原状态可能改善癌症治疗，但长期缺乏实时测量细胞内氧化还原电位的方法。本文报道一种基于FRET的新型遗传编码生物传感器CY-RL7，用于在微流控通道中实时监测肿瘤转化细胞对谷胱甘肽扰动的氧化还原响应。微流控网络用于精确控制细胞附近微尺度流动并外源递送药物。作者以二酰胺（diamide）作为硫醇氧化剂，并以BSO和BCN...