本文研究了阻抗型生物传感器中非导电鞘液与导电样品流之间扩散对测量的影响。采用2电极和4电极配置进行阻抗测量；4电极设计将电流电极与传感电极分离，可避免双电层阻抗的有害影响，使低频（<1 kHz）阻抗测量成为可能。器件采用改进T型连接微流控通道，样品通道截面小于聚焦通道，仅用一路鞘液即可实现样品流的二维流聚焦。通过选择去离子水作为非导...
本文报道一种基于绝缘体上硅（SOI）环形谐振器的无标记生物传感器阵列，采用单输出端口和波分复用（WDM）寻址方案。阵列由一个参考环和四个不同半径的传感环组成，各环共振波长作为地址，单探测器即可同时读取多个传感单元。参考环被SU-8包覆用于抵消温度等环境漂移，传感环开窗暴露于样品。表面经气相硅烷化后，通过非接触点样分别固定山羊IgG、...
本文设计并制备了一种基于阻抗的电化学生物传感器，用于检测多种化学与生物物种。器件以玻璃为基底，采用金叉指电极作为传感界面，并配合亚克力材料制备带进样口和出样口的微流控流池，储液体积为78 µL。检测采用电化学阻抗谱（EIS），对两终端器件的阻抗响应进行测试。结果表明，该传感器在皮摩尔浓度水平下对小鼠单克隆IgG、肌氨酸、硫化镉和氯化...
本文报道了一种基于液滴的微全分析系统，通过集成表面声波（SAW）原位微流增强生物传感器性能。该生物反应器由封装液滴及其周边生物传感器组成，SAW在液滴内诱导微流。作者采用粒子图像跟踪技术表征不同SAW功率下液滴内速度分布，发现平均流速随输入功率显著变化，可在搅拌液滴中获得大范围流速；流动在较大厚度范围内呈二维圆形。随后通过有限元模拟...
本综述讨论常规生物检测与分子识别方法，包括DNA微阵列、Sanger测序、焦磷酸测序、四色测序及基于签名的生物检测，并指出其在速度、成本、特异性和样品制备方面的优势与局限。随后提出基于磁纳米技术的替代方案：首先介绍磁载体（磁微珠与磁纳米颗粒）的生物相容性、单分散性和功能化，重点讨论自组装单分子层（SAM）功能化、NHS/二硫化物/烷...
自1962年Clark和Lyons提出首个葡萄糖生物传感器以来，诊断应用对生物传感器的需求持续增长。早期研究主要关注检测原理和识别元件，而生物传感器封装与微流控集成直到近年才受到重视。然而，要获得用户友好且性能可靠的分析装置，必须将识别元件、换能器、封装和微流控系统作为整体进行设计。本综述概述了将适合诊断应用的生物传感器集成到封装中...
本研究结合实验检测与流体动力学有限元模拟，直接比较了四种无标记生物传感检测配置的性能极限：将光子晶体生物传感器集成于微孔板孔底或微流控通道中，并分别比较捕获配体全表面涂覆与局部点状固定两种情形。以肿瘤坏死因子-α（TNF-α）为模型分析物，采用固定化抗TNF-α捕获抗体进行蛋白-抗体结合检测。结果表明，微流控检测格式可显著缩短达到稳...
与血源传播病原体相关的输血安全是重大公共卫生问题，尤其面对新发和再发感染病原体的持续出现，包括西尼罗河病毒、基孔肯雅热病毒等新病毒，疟原虫、克氏锥虫等新菌株/虫株，以及致病朊病毒蛋白（变异型克雅病）。已知病毒（乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒）的基因组突变也可能产生可逃避诊断检测的变异株。因此，需要能够同时检测多种血源传...
本文报道一种简单电动力学生物芯片（EKLB），集成四个微通道与成像表面等离子共振（iSPR）无标记生物传感器，仅用单一直流电压即可同时驱动所有微通道中的试剂传输，无需传统泵阀管路。作者通过多种生物传感实验验证：单注射动力学（不同配体密度、单一分析物浓度）、一次性动力学（单一配体密度、多分析物浓度）以及多配体/多分析物检测。所有结合动...
本文报道了一种具有全局胞间耦合的工程化基因网络，可在生长中的大肠杆菌群体中产生同步振荡。作者基于费氏弧菌和苏云金芽孢杆菌的群体感应元件，将 luxI、aiiA 和 yemGFP 三个基因置于相同的 luxI 启动子控制下：LuxI 合成可跨膜扩散的酰基高丝氨酸内酯（AHL），AHL 与组成型表达的 LuxR 结合后激活 luxI 启...
本文报道了一种基于流体聚焦的四电极电导率生物传感器。该器件采用双入口T型微通道，以低电导率去离子水作为鞘流，将高电导率PBS样品流压向玻璃表面上的金电极，从而在两个感测电极之间形成受限的导电电流路径。传感器通过外工作电极施加恒定电流，并由内感测电极测量电位差，以检测被捕获在电极间的颗粒或细胞。结合COMSOL有限元模拟与共聚焦显微流...
磁泳隔离是微流控生物MEMS和生物传感器中用于分离生物化学与有机实体的常用手段。本文对微流控通道中磁性微球在外部磁场梯度作用下的磁泳捕获进行了实验与数值研究。实验采用PMMA芯片固定的硼硅酸盐微通道，以注射泵驱动载有水相的2.5 μm和4.5 μm磁性聚苯乙烯微球，通过电磁铁产生磁场梯度，并用明场显微镜记录颗粒轨迹。数值模型采用Eu...
在众多基于生物分子识别与标记的亲和生物传感器系统中，磁标记与检测已成为一种有前景的方法。磁标签可通过多种非侵入方式检测，物理和化学性质稳定，生产成本相对较低，且易于实现生物相容。十多年前，美国海军研究实验室率先利用巨磁阻（GMR）传感器检测标记有顺磁性微珠的生物分子。此后，作者团队在磁电子仪器和相关检测方案方面持续改进，使该技术发展...
本文报道一种将周期性纳米孔阵列集成于薄金膜并置于微流控脂质膜环境中的无标记动力学生物传感器。利用表面等离子体激元介导的异常光透射效应，脂质膜表面分子结合引起局部折射率变化，使纳米孔透射峰发生位移，从而实时监测结合过程。作者用聚焦离子束在200 nm金膜中制备直径200 nm的纳米孔阵列，并在金膜表面及孔内形成磷脂膜；荧光成像显示磷脂...
本文报道了一种用于多路复用、实时、无标记分子检测的硅光子线波导生物传感器阵列芯片。该芯片与商用自动点样工具兼容，并单片集成了用于样品输送的微流控通道。每个阵列传感元件为1.8 mm长的螺旋波导，折叠在130 μm直径的区域内，并纳入平衡马赫-曾德尔干涉仪，具有近温度无关的响应。传感器按400 μm间距网格排列，通过级联1×2光功率分...
光学技术因可在含水环境中进行高保真测量、受背景溶液pH和离子强度影响小，并支持无标记检测，而适合原位生物分子传感。近年来，高Q值光学谐振生物传感器受到关注，其窄线宽可分辨极小结合质量，从而获得很低的检出限；但多数谐振电磁能量被限制在固体导光结构内，与结合物质重叠有限，限制了器件灵敏度。本文提出一种新型光流体生物传感器平台，集成独特的...
医学诊断领域对简单、一次性、响应快、易操作、成本低且可大规模生产的检测设备需求不断增长。聚合物基微流控器件在成本与量产方面具有优势，适合生物传感器应用。导电聚合物基电化学传感器因结构简单、灵敏度高，在感染性疾病诊断、基因突变检测、药物发现、法医鉴定和食品技术等领域展现出应用潜力。聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)及其衍生物因高...
即时检测诊断装置为癌症标志物的快速、灵敏检测与分析提供了可行选择。随着全球癌症诊断病例增加以及因疾病发现过晚导致的死亡上升，生物传感器可在癌症早期诊断中发挥重要作用。基因组学和蛋白质组学等新分子工具正被用于研究患者分子谱，并结合生物信息学产生新数据，以阐明新的疾病生物标志物。与许多疾病一样，寻找仅与某一类疾病相关且特异、灵敏的标志物...
理解生命最小单元中的复杂过程需要新的分析手段。近年来，光学器件与光学技术在单细胞及细胞群体性质研究中的应用日益活跃，包括细胞间通讯、细胞表面相互作用和胞内信号通路监测。本文综述了用于细胞水平探测的光学生物传感器相关技术进展，重点介绍荧光检测、折射率检测、表面等离子共振、干涉仪、谐振镜、光纤生物传感器和光纤布拉格光栅等换能机制，并讨论...
本文提出一种基于 PDMS 与双面聚合物胶带复合材料的微流控系统快速原型方法。由于 PDMS 疏水且表面能低，难以用胶带粘合，也不兼容刻字机胶带法。作者将脱气液态 PDMS 旋涂于双面胶上并固化，形成 PDMS/胶带复合层，再用刻字机按 CAD 设计切割微流道，经电晕放电与 PDMS 板键合，撕去背纸后可直接粘附到玻璃、塑料或金属化...