本文报道了一种用于在密集排列的功能化液滴表面捕获生物分析物的先进微流控芯片。作者介绍了在芯片内生成、功能化并排列液滴的流程，并利用生物素/链霉亲和素模型验证了该液滴阵列从交叉流动液体中捕获分析物的能力。论文还提出将该液滴阵列与声学检测集成，作为可再生的生物分析物传感界面。通过建模表明，与相同占位面积的平面生物传感器相比，密排液滴具有...
外源给予光动力剂六氨基左旋丙氨酸（HAL）可诱导原卟啉IX（PpIX）在恶性组织中积累，并在405 nm蓝光激发下发射特征红色荧光，从而实现光特异性检测。本研究确定体外处理条件（时间、浓度、温度及荧光染料添加）使HAL诱导的PpIX荧光能在单细胞水平区分尿液中脱落的膀胱癌细胞与良性成纤维细胞。最优条件下，癌细胞PpIX荧光比非癌细胞...
本文提出一种简单方法，用于优化基于生物阻抗细胞计数的芯片式单细胞传感器在低电导率介质中的工作频带。生物阻抗可通过提供电学特征来表征低浓度或单个细胞；为提取细胞内部特征，常需将阻抗测量频率提高至数十兆赫兹。对于单细胞，表征体积可小至1 pL，同时测量阻抗可从生理液体中的数十千欧增至低电导率介质中的数兆欧，例如水质分析。在高于数百千赫兹...
介电电泳（DEP）是一种非破坏、非侵入技术，适用于即时医疗诊断。该技术可在微型平台上对细胞或分子等生物颗粒进行固定、分离、旋转和检测。利用互补金属氧化物半导体（CMOS）等先进平面工艺，可通过叉指电容生物传感器实现DEP。本文采用有限元仿真研究了叉指电极（IDE）阵列对微米和亚微米颗粒的介电电泳固定。CMOS兼容IDE被置于硅微流控...
细胞镰变是脱氧镰状血红蛋白（HbS）在胞内聚合，使红细胞变形、僵硬，进而引起异常血液流变和疼痛性血管闭塞的过程。目前检测该过程主要依赖光学显微镜观察细胞形态，以及细胞变形性和血液流变测量。由于细胞电阻抗对细胞结构和生物物理特性变化敏感，可作为异常血液流变的潜在标志物，并且比光学方法更易集成到即时检测设备中。本文开发了一种基于微流控的...
本文报道了一种基于低温共烧陶瓷（LTCC）技术的新型无线微流控生物传感器。该无线生物传感器由平面螺旋电感和平行板电容构成的 LC 谐振天线组成，并在 LTCC 基底中集成微通道弯折。传感器的无线响应与其谐振频率的变化相关，而谐振频率变化源于微通道内流动液体介电常数的改变。作者展示了该传感器对介电常数从 3 到 78.5 的不同有机液...
细胞穿透肽（CPPs）作为将报告分子和药物递送至完整细胞的方法受到广泛关注。尽管已有大量研究鉴定新的CPP序列，但其在单细胞水平的摄取效率仍知之甚少。本研究利用液滴微流控捕获阵列对单细胞完整细胞群体中的CPP摄取进行表征。该微流控器件可在787个顶部捕获微孔阵列中便捷、快速地分离并分析单细胞荧光，液滴捕获效率>99%。在HeLa细胞...
本文报道了一种基于磷脂包覆向列液晶（LC）液滴的新型生物传感器，并用于检测北非蝎 Scorpio maurus palmatus 毒液中的模型抗菌肽（AMP）Smp43。利用 PDMS 微流控聚焦装置制备了直径 16.7±0.2 μm 的单分散脂质包覆 LC 液滴，液滴表面由 DOPC/DOPG 磷脂单层包覆，作为 AMP 的作用靶...
微流控与生物传感器集成是芯片实验室和即时检测研究热点，但微流控流动对灵敏度影响的研究仍有限。本文评估了互指电极在静态液滴和微流控流动条件下的灵敏度，并证明金纳米颗粒可增强传感信号响应。研究通过电容测量检测癌抗原125（CA-125）抗原-抗体结合，在多种CA-125浓度下获得电容差值，结果表明电容信号随抗原浓度增加而增大，可实现疾病...
本文报道了一种基于微流控的阻抗生物传感器的设计、制备与测试，用于快速同时检测三种沙门氏菌血清群。该微流控器件包含三条微通道，每条通道均设有聚焦区，利用正介电泳（p-DEP）力将沙门氏菌细胞聚焦至通道中心线并导向传感区，从而获得高浓度样品。细菌传感区由具有10对指条的叉指电极（IDE）阵列构成。三种沙门氏菌抗体（B、D、E型）分别与交...
本文报道了一种新型全集成微流控安培酶联免疫吸附测定（ELISA）原型系统，用于点-of-care（PoC）细胞因子检测。该系统以商业干扰素γ释放试验（IGRA）为模型抗体结合体系，将微流控检测化学集成在印刷电路板（PCB）检测细胞内的镀金（Au）电极表面。检测细胞与电化学报告细胞通过微流控结构连接，包含 Au 工作电极、Au 对电极...
寄生虫来源细胞外囊泡（EVs）是感染性疾病诊断的潜在生物标志物。本文报道一种快速无标记生物检测，用于区分宿主与寄生虫EVs。该检测基于光子晶体（PC）生物传感器，利用宿主细胞分泌EV表面表达而寄生虫线虫（如猪蛔虫Ascaris suum）不表达的宿主特异性跨膜蛋白CD63作为识别靶标。PC表面经功能化修饰以捕获CD63，当EVs结合...
了解微流控细胞培养系统中溶解氧的可用性，对重建生理相关微环境并提供可靠、可重复的测量条件至关重要。体内不同组织细胞经历不同氧张力，体外可通过专用培养仪器调控外部氧浓度。虽然现代培养箱可方便调整培养条件，但要在微流控芯片内控制生理相关微环境，必须集成氧传感器。尽管已有多种方法监测单层细胞存在下的氧水平，微流控三维细胞培养的氧需求以及二...
无创监测细胞在药物处理下分泌蛋白，是药物开发和细胞毒性检测中的关键工具。本文展示了一种表面功能化方法，用于特异性检测细胞释放的蛋白，并构建了集成高灵敏回音壁模式生物传感器（WGMB）与精确微流控控制的平台，实现无标记、实时检测。该平台可实时测量细胞生物标志物释放，具有纳摩尔级灵敏度。表面功能化方法通过生物素—链霉亲和素体系将抗体固定...
纳米MoS2因优异性质在传感领域受到广泛关注。本研究提出一种微流控与电化学生物传感方法，用于副结核（paratuberculosis, pTb）特异性miRNAs的多路检测。作者合成了负载铜铁氧体（CuFe2O4）纳米颗粒的MoS2纳米片复合材料，并将miRNA特异性生物素标记巯基化分子探针和环戊二烯基铁己硫醇（FcSH）固定于Mo...
脓毒症是全球主要死因之一，目前依赖全身炎症反应综合征（SIRS）标准诊断，但该标准通过体温、呼吸、心率和白细胞计数等生命体征判断，特异性低且易受混杂因素影响。白细胞计数变化和中性粒细胞CD64（nCD64）表达水平升高是脓毒症早期促炎宿主反应的特异性生物标志物。作者此前开发了一种微流控生物传感器芯片，可从一滴全血中计数白细胞并定量中...
疟疾诊断亟需更可靠的生物传感器。作者此前开发了可高灵敏、高特异性识别恶性疟原虫乳酸脱氢酶（PfLDH）的DNA适配体，并将其整合为实验室用适配体 tethered 酶捕获（APTEC）检测。为适应流行区无设备现场检测需求，本文提出一种便携式微流控APTEC生物传感器：将生物素化2008s适配体通过链霉亲和素固定于磁性微珠表面，利用外...
本文报道了一种低成本、超灵敏的微悬臂梁生物传感平台，用于生物分子识别。微悬臂梁换能器在生物分子相互作用诱导表面应力时发生弯曲，其偏转可反映被测物浓度。作者采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）制备柔性微悬臂梁，以降低悬臂梁刚度并提高表面应力响应；同时集成微流控系统，以增强灵敏度、缩短响应时间并减少样品消耗。通过原位合成方法，将金纳米颗粒（A...
遗传工程菌可用于环境监测和肠道复杂通讯网络研究。尽管微流控环境下单菌株研究已有进展，但可靠控制和测量多个离散细菌种群间通讯的工具仍不足。本文开发了一种多孔单体微流控平台，利用光刻图案化多孔聚合物单体在相邻腔室间稳定分隔不同菌株，同时允许小分子信号在数天内扩散。平台通过荧光显微镜监测细菌荧光输出，并收集流出液采用分析化学方法定量小分子...
尽管二甲双胍是2型糖尿病一线药物，其分子作用机制仍不明确。近期证据提示二甲双胍与线粒体铜的结合可能参与其降糖机制。本文报道了一种基于磁性微珠凝集试验的新型自动化生物传感平台，用于研究二甲双胍的作用机制。该平台利用半胱氨酸功能化磁性微珠，在铜离子存在下因半胱氨酸的铜螯合作用形成铜桥接微珠聚集体；加入临床相关低微摩尔浓度二甲双胍后，铜桥...