配体导向功能选择性（biased agonism）是G蛋白偶联受体（GPCR）药物研究中的关键问题，不同配体可诱导受体产生不同信号行为。本文报道了一种用于全细胞传感的无标记光学生物传感器与微流控系统。该系统基于共振波导光栅（RWG）换能器，通过检测活细胞刺激诱导的动态质量重分布（DMR）实现无创、实时监测。微流控芯片可精确控制激动剂...
将同步检测（SD）原理引入生物传感器测量，利用已知光刺激频率对输出电流进行同步解调，可显著提高信噪比、降低检出限并增强测量稳健性，同时抑制搅拌、电磁干扰及寄生电流等噪声。SD还能将总响应分解为快速光刺激响应与慢速抑制或失活过程，并识别二阶现象。作者建立线性统计模型并开发软件，从含抑制剂的输出电流中识别刺激信号。将该方法应用于光系统I...
微通道是微流控芯片的基本功能部件，其制备技术的进步受到广泛关注。本文报道了一种新颖、快速且简单的方法，用于在聚二甲基硅氧烷（PDMS）弹性体中构建三维圆形微通道，并将其用于基于量子点（QD）的大肠杆菌（E. coli）抗原快速检测。作者采用水相法合成 CdTe 量子点，并通过高分辨透射电镜（HRTEM）、荧光光谱和 X 射线衍射（X...
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...
本综述系统考察用于检测心肌生物标志物的最新芯片化与微流控生物传感器技术。血液中心肌标志物的快速定量对急性冠脉综合征、心肌梗死等心脏疾病的分诊和管理至关重要，检测延迟会显著影响患者短期和长期预后。生物标志物检测系统的设计与制造具有多学科性质，需要生命科学和工程知识结合。综述全面概述芯片免疫传感技术应用于心肌标志物检测，讨论各配置在临床...
本文报道一种基于微流控过滤装置中流动诱导凝胶化的新型酶固定化方法，用于有机磷化合物生物传感。将乙酰胆碱酯酶-金纳米颗粒偶联物（AChE–AuNPs）与表面活性剂/盐前驱体混合，在微流控窄通道高剪切与拉伸流场中形成不可逆纳米多孔凝胶支架，使 AChE–AuNPs 原位包埋。随后将凝胶涂覆于丝网印刷电极工作电极表面，构建酶抑制型电化学生...
表面等离子体共振（SPR）生物传感是一种先进的无标记、实时检测技术，其核心是金属-介质界面处自由电子的集体振荡对界面光学参数变化的高度敏感。本文综述了 SPR 相关仪器设计的新趋势，重点讨论光学激发与耦合方案、微流控与微系统集成、纳米尺度效应对表面等离子体的影响、新材料应用以及 SPR 与其他分析技术的联用。文章回顾了棱镜、光栅、波...
癌症标志物可为癌症发生或进展提供更多信息，快速简便检测对临床诊断和管理很重要。本研究报道了一种基于成像椭偏仪（imaging ellipsometry, IE）生物传感器（BIE）的一步法糖抗原19-9（CA19-9）免疫分析方法，并评价其分析性能。抗CA19-9单克隆抗体作为识别配体共价固定于羧基修饰硅基底，同时筛选固定浓度；随后...
快速、准确地测量生物样品中的蛋白生物标志物、病原体和细胞，可为早期疾病诊断、治疗监测和个体化医疗提供重要信息。由于生物样品本身磁化率极低，利用磁性纳米粒子（MNPs）进行生物传感不仅能提高灵敏度，还可减少样品前处理。本综述聚焦于基于磁共振效应的体外生物分子与细胞检测，即诊断磁共振（DMR）。DMR 将靶向 MNPs 作为邻近传感器，...
本文理论分析三维受限光流体环形谐振器（OFRR）在水和空气中检测单个纳米颗粒的能力。OFRR基于玻璃毛细管，可形成瓶形和气泡形环形谐振器。当纳米颗粒附着于OFRR内表面时，回音壁模式（WGM）的谐振波长发生移动。对于两种结构，可通过选择合适壁厚优化内表面电场；同时，不同曲率可实现沿毛细管轴向不同的电场限制，从而显著增强单纳米颗粒检测...
本文首次系统研究了基于硅线波导环形谐振器的无标记生物传感器阵列中温度诱导谐振偏移的实时抵消方法。作者采用一个由 SU8 或 SiO2 包层保护的参考谐振器来追踪温度变化，该参考环与传感环位于同一微流控通道中，但被较厚包层光学隔离，使其对流体折射率变化不敏感而保持良好热接触。在稳态条件下测量了水溶液中谐振器的温度依赖关系，并讨论了波导...
本文分析了光子晶体平板中导模共振的折射率灵敏度，指出导模性质会强烈影响光谱灵敏度与品质因子，并由此带来折射率灵敏度的显著提升。对于悬空平板设计，与置于基底上的平板相比，光谱灵敏度可提高约三倍。研究还表明，光谱灵敏度不受制造光子晶体纳米结构中常见的品质因子下降影响。通过合理选择光子晶体平板的设计参数，可实现对蛋白质、抗原和细胞等多种分...
有效诊断感染性病原体是疾病识别、合理治疗、防止耐药及实施公共卫生防控的前提。在热带地区，医疗诊断常面临资源有限、设备不足和现场检测需求，因此基于生物传感方法的简易、低成本、即时检测工具成为替代传统大型实验室仪器的有前景选择。然而，在许多发展中国家，商业诊断试剂的可及性和可负担性不足仍是疾病负担高的重要原因。本文系统综述了热带地区常规...
本文报道基于标准硅工艺全单片集成马赫-曾德尔干涉仪（MZI）阵列用于无标记分析物检测。提出频率分辨马赫-曾德尔干涉（FR-MZI）概念，利用宽带光源中各频率的相位与强度变化，克服单波长 MZI 的相位模糊、信号衰落和长传感臂限制。器件在同一硅芯片上单片集成硅雪崩二极管 LED、氮化硅平面波导 MZI 和 pn 结光电探测器，传感臂长...
本文描述了一种实时、无标记的电化学阻抗生物传感器系统，重点介绍利用阻抗响应信号模型对检测过程进行定量分析。该系统以互指电极为换能器，通过小幅度正弦电压激励，在靶标分子与固定化探针结合后，测量液-固界面阻抗随时间的变化。作者建立了基于表面化学的阻抗模型，将阻抗幅值表示为基线偏移、指数增长幅值和时间常数的组合，并采用非线性参数估计算法从...
本研究报道了一种新型嵌入式光学波导传感器，该传感器利用涂覆在C形聚合物波导表面的金纳米颗粒（GNP）的局域表面等离子共振（LSPR）效应进行检测。按照设计，该传感器可作为分析芯片，用于检测其微环境折射率的微小变化，因此适合作为亲和生物传感器进行大规模应用。C形波导与微流控通道通过在氧化硅片上对SU-8光刻胶进行单步光刻而制备。SU-...
本文报道一种基于适配体的生物传感器（aptasensor），用于在Y形通道PDMS微流控装置内快速、高灵敏检测磷酸盐缓冲液中的土霉素（OTC）抗生素。该传感器以高羧基化聚苯乙烯乳胶微球为载体制成，微球直径920 nm，表面通过共价偶联固定可结合OTC的单链DNA适配体。检测时，将适配体偶联微球与系列稀释的OTC样品在微流控观察腔中混...
本文报道了一种用于检测苯酚的水凝胶微阵列生物传感器。苯酚及其衍生物是工业废水中的有毒污染物，传统色谱法成本高且耗时，因此需要简单、灵敏、便携的检测方法。作者通过光刻图案化含聚乙二醇二丙烯酸酯（PEG-DA）、光引发剂、酪氨酸酶和 CdSe/ZnS 量子点（QDs）的溶液，制备出 PEG 水凝胶微阵列。在光诱导交联过程中，酪氨酸酶和 ...
本文报道了一种用于复杂介质中生物分子相互作用实时监测的新型生物传感器方法。该方法以人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin, hCG）与其抗体在血浆中的相互作用为模型，利用表面等离子共振（SPR）生物传感器和无分散微流控系统，交替注入血浆样品与洗涤液，使非特异性吸附蛋白被快速去除而特异性结合得以保...
本文报道一种无标记光学检测技术——全内反射椭偏术（TIRE），用于研究生物分子与功能化聚合物表面之间的相互作用。Zeonor（ZR）是一种环烯烃聚合物，具有低自荧光、高光学透过率和优异化学耐受性，因易于加工而非常适合作为光学生物传感器平台材料，并可通过引入多种反应性化学基团进行表面功能化。本文在羧基功能化 ZR 表面上演示了 TIR...