本研究报道了一种基于高空间分辨率成像椭偏仪的生物传感器，用于快速检测和分析甲壳类食品中的副肌球蛋白（tropomyosin, TM）过敏原。该方法建立了配体筛选、灵敏度测定及与传统检测方法比较的完整流程。研究筛选了三种对TM具有较高生物活性的单克隆抗体（2F9、4C7和2H6），并将其分别共价固定于硅片表面作为识别配体，用于捕获样品...
本文报道了一种基于狭缝-沟槽金属纳米结构的等离子体干涉生物传感器，用于监测生物分子吸附引起的表面等离激元极化激元（SPP）相位变化。该方案将微型等离子体结构与高灵敏度光学干涉技术相结合，采用共线透射光路和低成本紧凑光谱仪，在 10×30 µm² 的微型传感区域内实验测得窄至 7 nm 的传感峰线宽和 1×10−5 RIU 的折射率分...
亲和生物传感器已成为检测和研究多种生物分子的重要分析工具。将其与微流控流室结合，可缩短检测时间、提高灵敏度并降低样品用量。传感器灵敏度与分析物向传感表面的总扩散通量密切相关，因此提高通量可表现为灵敏度提升和检出限降低。本文研究流室高度H对分析物通量J的影响，针对常见生物传感器设计，预测在恒定体积流量下通量按J∝H^{-2/3}标度。...
本文报道了一种基于直长程表面等离子体波导（LRSPP）的光学生物传感器，用于检测细胞、蛋白质以及溶液体折射率变化。传感器由嵌入 CYTOP 聚合物中的 5 μm 宽、22 nm 厚金条纹构成，顶部蚀刻有微流控通道。体传感实验中，依次注入六种折射率相差 2×10−3 RIU 的溶液，信噪比约 1000。利用抗 A 血型抗体功能化金波导...
基于纳米孔阵列的生物传感器与微流控浓度梯度发生器集成，用于卵巢癌标志物的成像检测与定量。利用微流控阶梯扩散混合方案生成受控分析物浓度，建立校准曲线；通过图像强度与校准曲线比较，实现对未知浓度样品中分析物的定量。该生物传感器首先用于检测卵巢癌标志物抗体的固定，随后用于卵巢癌标志物重组 PAX8（r-PAX8）的定量，检出限约 5 nM...
快速检测并区分耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）对早期诊断院内和社区获得性感染及流行病学监测至关重要。作者开发微流控芯片耦合表面增强拉曼散射（SERS，532 nm）“芯片实验室”系统，利用中美临床分离株快速区分甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌（MSSA）与MRSA。21株MSSA和37株MRSA先经PCR和多基因座序列分型（MLST）...
血管加压素（vasopressin）是反映人体血压状态的生物标志物，其水平降低可提示晚期失血性休克或其他创伤性损伤。本文报道了一种基于适配体的无标记微流控生物传感器，用于血管加压素的电化学检测。传感区域由固定在碳纳米管上的适配体构成，可特异性捕获溶液中的血管加压素分子，引起传感器电导变化。在标准溶液中检出限为43 pM，并在存在不同...
基质金属蛋白酶（MMPs）调控细胞外基质组成，在癌症、纤维化和伤口愈合中起关键作用。本文报道一种基于肽的电化学生物传感器，用于检测细胞分泌的MMP9活性。MMP9特异性肽经亚甲基蓝（MB）氧化还原标记，并通过末端半胱氨酸自组装固定在300 μm直径金电极上。MMP9切割含MB肽片段后，方波伏安法（SWV）还原电流下降。MMP9检出限...
酒精对肝脏的损伤会引发复杂的炎症与纤维化反应。现有证据表明，肝细胞通过产生细胞因子和活性氧（ROS）等炎症信号，在触发这些反应中发挥关键作用。本研究采用细胞培养/生物传感器平台，将电极阵列与微流控系统集成，用于监测原代大鼠肝细胞在酒精损伤过程中释放的胞外过氧化氢（H2O2，主要 ROS 类型之一）。该生物传感器由包埋辣根过氧化物酶（...
脂质体作为分子载体已广泛应用于纳米器件、药物递送和基因递送领域，并作为细胞膜模型。在生物传感器领域，脂质体因其优异的载体特性而在信号放大中具有特殊应用：其可包封多种信号标记化合物，适用于多种传感模式。此外，脂质体表面结构可被修饰以执行识别功能，从而与多种类型分析物结合，这是其在生物分析中的重要方面。本文广泛综述了脂质体在生物传感器和...
砷在地球地壳中丰富，但在特定水文地质条件或人类活动下可造成严重污染。无机砷毒性高，WHO 饮用水限值为 10 mg/L，而南亚和东南亚多个三角洲地下水普遍超标。传统化学定量需要复杂仪器，现场化学试纸不够可靠，因此发展基于生物系统的砷检测方法具有重要意义。本文综述近十年全细胞生物报告器和生物传感器检测砷的进展，回顾 arsR–Pars...
本研究提出利用基于人角质形成细胞系HaCaT的基因工程传感细胞，对化学诱导的细胞内信号级联应激进行时间分辨检测。细胞被稳定转染HSP72-GFP报告基因构建，形成表达应激诱导型报告蛋白的光学传感细胞系。文中展示了传感细胞的时间与剂量依赖性能，并与无标记阻抗监测方法（电细胞-基底阻抗传感，ECIS）进行比较。此外，基于mSlides ...
基于细胞的生物传感器将哺乳动物细胞等复杂生物识别元件与微流控器件相结合，为医学诊断和个性化医疗开辟了新方向。该类器件通常具有结构简单、成本低廉、可一次性使用等特点，能够以活细胞作为识别单元，实时响应病毒、药物、毒素、重金属离子及肿瘤细胞等刺激。本文综述了微流控全细胞生物传感器中电学与电化学换能技术的最新进展，重点讨论微流控芯片材料、...
肌红蛋白（Myo）、心肌肌钙蛋白I（cTnI）、肌酸激酶-MB（CK-MB）和B型利钠肽（BNP）的检测对心血管疾病诊断至关重要。本文报道了一种基于单根聚苯胺（PANI）纳米线的电导生物传感器，用于高灵敏、高特异地检测上述心肌标志物。该传感器通过电化学沉积在预图案化金电极之间生长单根PANI纳米线，并利用EDC/NHS将目标标志物单...
个性化医学有望通过实时监测多种生物标志物改善疾病诊断、治疗优化和医疗成本控制。将基础研究发现转化为符合监管要求的临床应用，需要能够同时监测多个生物标志物的临床高效生物传感器。本文讨论微腔光学生物传感器这一关键组件，用于在生理相关浓度下无标记监测生物分子相互作用。与多数研究侧重提高灵敏度不同，本文强调临床实用所需的稳健性、易制造性、易...
本文提出一种基于红外辐射能的热生物传感器，用于生化反应量热检测。该传感器结合微机电系统（MEMS）技术进行结构设计，并采用具有高温度系数（TCR）和低 1/f 噪声的 Si/SiGe 量子阱传感材料，因而具有实现高灵敏度和实时检测的潜力。作者以尿素酶催化尿素水解反应验证传感器性能，结果表明其线性检测范围为 0.5 mM 至 150 ...
基于石墨烯在全内反射条件下的偏振敏感吸收特性，作者构建了一种结合石墨烯与微流控结构的光学传感器，用于对折射率进行高灵敏实时监测。石墨烯具有原子级厚度和强宽带吸收，在全内反射结构中，其对横电（TE）和横磁（TM）偏振模式表现出明显不同的反射率，且该反射率对与石墨烯接触的介质折射率变化敏感。该石墨烯折射率传感器能够快速、灵敏地监测局部折...
基于集成光子器件的无标记光学生物传感器已实现对生物分析物的灵敏、选择性检测。将这些传感平台集成到微流控器件中，可减少所需样品体积，并加快样品向传感表面的递送，从而改善响应时间。传统器件通常嵌入或邻近基底，有效传感区位于微流控通道底部的慢流区，降低了样品递送效率。近期发展的悬浮波导传感器将器件抬离基底，使传感区不接触基底；该结构将传感...
本研究结合水凝胶、微流控装置和化学聚合方法，制备了包埋苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, BT）芽孢的生物活性微胶囊。作为原理验证，作者使用表面显示增强型绿色荧光蛋白（EGFP）的 BT 芽孢，以空间定位方式将 EGFP 芽孢封装在微胶囊内。通过微流控液滴聚焦法制备尺寸和形状均一的 BT 芽孢微滴，并经水...
本文报道了一种基于光子带隙（photonic bandgap, PBG）结构的抗体检测生物传感器实验结果。该传感器采用基于功率的读出技术：将滤波宽带光源与 PBG 边缘对齐，通过测量输出功率变化间接追踪 PBG 波长移动，从而实时监测抗原探针与目标抗体之间的结合过程，并可即时观察分子相互作用事件。由于读出过程避免使用可调谐激光器和光...