工程化太赫兹（THz）超材料因其共振频率可精确调控，且与部分重要生物分子振动频率相近，在生物传感中具有独特优势。然而，THz波段中水的强吸收限制了其在癌症抗体或抗原等痕量生物分子检测中的应用。为克服水吸收并提高THz生物传感灵敏度，作者制备了两种与微流控集成的THz超材料生物传感器，用于早期肝癌生物标志物甲胎蛋白（AFP）和谷氨酰转...
本文报道了一种紧凑、低成本且集成的无标记生物传感器构型，其基于金纳米结构的局域表面等离子体共振（LSPR）对周围介质折射率变化的敏感性。为实现传感器紧凑化与微型化，作者在梯度折射率（GRIN）透镜的平面表面制备了金纳米盘阵列；该透镜既作为传感基底，又作为收集金结构散射光的成像物镜。将纳米结构化 GRIN 透镜集成到微流控流池中，可在...
本文报道了一种用于实时分析血栓形成的新型生物传感器。快速、准确地监测个体血栓风险是心血管诊断和止血性疾病治疗中的关键挑战。传统方法通常在体外实验结束后用共聚焦显微镜估计血栓体积，无法提供流动全血中血小板粘附和聚集的动态行为信息。该装置可独立工作，也可与显微镜系统集成；在全血灌注过程中，实时获取荧光标记血小板的图像，同时在一对特制金微...
光子生物传感器在即时检测中的实际应用受限于与流体自动化子系统的集成，尤其竞争免疫分析需要复杂流体处理。本文提出一种基于 PDMS 注射成型技术的片上阀控微流控自动化模块，可制备常闭气动弹性阀，并通过多路阀组件控制片上膜泵，实现样品与试剂的自动处理，满足循环竞争免疫分析需求。该模块与高灵敏度、无标记双模波导光子生物传感器（BiMW）集...
细胞分泌动力学在生理和疾病过程中起核心作用。由于分泌具有多种时间特征，需要精确的实时连续监测方案。现有荧光和比色方法因步骤繁琐、需要分子标记以及终点式“快照”读出而受限。本文开发了一种纳米等离子体生物传感器，用于无标记实时监测活细胞细胞因子分泌。该传感器由支持异常光学传输（EOT）的金纳米孔阵列构成，可实现生物分子的高灵敏、高通量分...
本文报道了一种将声学器件作为检测元件的集成平台，重点设计微流控模块，使其与双通道或阵列型Love波声学芯片结合，用于生物医学和分子诊断。作者通过系统研究优化流池固定方式与密封材料，使流体接口和封装对声波引入的损耗最小化，并考察不同工作频率、波导材料及其厚度组合在检测蛋白和DNA生物标志物时的灵敏度。研究以链霉亲和素作为模型蛋白生物标...
近年来，脂质囊泡成为构建生物传感器的常用载体。囊泡可在选择性半透膜内容纳反应组分，为膜蛋白生物传感元件提供理想环境；脂质双分子层可使蛋白保持天然结构与功能，膜流动性允许构象变化及与目标分析物的生理相互作用。本文提出两种在微流控装置中制备巨型单层囊泡（GUV）的方法，可作为生物传感器基础。囊泡由水/油/水（W/O/W）双乳液模板制备，...
本文报道了一种基于乙醇前驱体的低气压化学气相沉积（LPCVD）方法，用于快速、低成本合成大面积、厚度可控且高度均匀的石墨烯玻璃。该方法利用乙醇在高温下高效分解产生活性碳物种，并通过OH自由基刻蚀抑制非晶碳，使石墨烯在石英玻璃上4分钟内即可实现单层全覆盖，生长效率较甲烷前驱体常压CVD提高约20倍，并制备出对角线25英寸的均匀石墨烯玻...
过去十年生物传感器取得巨大进展，但避免外部管路和泵送并集成到微流控环境中的工作仍被忽视。本文提出一种新型微流控设计，集成多个试剂储存腔和一次性电化学微泵，用于按时间控制输送液体。该卡盒以基于氮化硅的光子生物传感器进行了测试和验证，该传感器包含多个光学环谐振器作为传感元件，并以免疫分析作为潜在目标应用。基于演示模型获得的实验结果，作者...
本文首次提出一种基于简单分形结构的电容生物传感器，用于性决定区域Y（SRY）基因的无标记检测与定量。SRY基因位于Y染色体短臂，参与男性性腺发育，其突变或异常与不育、性功能障碍及多种基因突变疾病相关。作者设计了硅基分形电容传感器，采用Parylene C作为介电钝化层以提高传感性能，并集成PDMS微通道以便在检测区进行流体处理。传感...
溶血性贫血的严重程度被认为是镰状细胞病某些临床并发症发展的重要因素，但目前缺乏快速有效的诊断方法。将生物传感器与微流控集成的便携式检测平台有望用于新一代即时检测系统。本文报道了一种新型便携式微系统，由多功能介电泳操纵（MDM）装置和表面应力生物传感器组成，用于分离并检测红细胞（RBCs），以辅助诊断溶血性贫血。MDM 装置包含制备区...
本文提出并仿真演示了一种概念性‘光子晶体中实验室’生物传感器，用于增强疾病诊断。该器件由具有光子带隙的多模波导与两侧表面模式耦合构成，并封装在带微流控通道的玻璃载片中。其透射光谱包含多个共振峰，可随不同疾病标志物在左表面、右表面及中心波导位点的结合，产生独特的频率移动和峰透射率非单调变化。基于表面模式与波导模式之间的强/弱耦合切换，...
本文报道了一种基于氮化硅（SiN）微环谐振器的多路无标记芯片生物传感器的系统设计、制备与表征。作者提出以检测限（LOD）为优化目标，将谐振线型曲率与系统噪声统一纳入品质因数（FOM），通过调节波导-谐振器耦合强度优化传感器。实验发现，在本文噪声条件下，约6 dB欠耦合谐振器相比传统临界耦合设计可在相同LOD下降低约40%光功率消耗，...
在复杂溶液中直接对单个病毒和纳米颗粒进行无标记成像，对病毒学研究和生物传感应用具有重要意义。理想的可视化技术应快速、灵敏、低成本，并尽量减少样品制备和操作人员经验。现有方法通常需要荧光标记或电子显微镜，成本高且耗时。本文提出一种实时、灵敏、无标记的成像技术，可直接在血清等复杂溶液中观察病毒和纳米颗粒。作者将单颗粒干涉反射成像传感器（...
在病原细菌医学诊断中，快速检测和鉴定病原微生物是关键任务。现有多数方法依赖与细菌特异性结合的可检测标记分子，但通常步骤多、耗时长且成本较高，例如酶联免疫吸附试验通常需要五个连续步骤。因此，发展快速、低成本的无标记检测技术具有重要需求。本文报道了一种基于微型集成光学马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的生物传感器。作者将传感器测量臂用抗体功能...
光子晶体微腔生物传感器能够检测单个生物分子，但微流控样品输送主要依赖扩散，限制了最低可检测颗粒浓度。本文通过求解粒子运动方程，研究光学力对光子晶体微腔生物传感器灵敏度的增强作用。模拟结合Langevin方程、流体拖曳、光学力和布朗运动，计算微流控通道中粒子轨迹，并据此确定最小可检测浓度n_min。研究考察输入光功率、流速、器件品质因...
本文报道利用 DNA 偶联抗体结合单颗粒干涉反射成像传感器（SP-IRIS）实现完整病毒颗粒的快速、高灵敏无标记检测。首先采用光谱自干涉荧光显微镜（SSFM）表征 DNA 连接子偶联抗体在三维聚合物表面的轴向抬升，结果表明 DNA 连接子可显著增加抗体与传感表面的距离。随后在 SP-IRIS 平台上特异性检测表达埃博拉病毒糖蛋白（E...
本研究通过微流控方法制备了具有温度和pH双响应性的4-氰基-4'-戊基联苯（5CB）液晶液滴。液滴表面包覆聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(4-氰基联苯-4'-氧十一碳烯酸酯)（PNIPAM-b-LCP）和十二烷基硫酸钠（SDS），其中PNIPAM提供温度响应性，SDS赋予界面负电荷并诱导5CB呈径向取向。将该液滴用于水溶液中蛋白质...
本文报道了一种基于全玻璃Fabry-Perot腔（FPC）的高品质因数光流生物传感器。器件采用全玻璃三明治结构，由170 μm厚玻璃盖片经HF刻蚀形成2.0 mm×8.0 mm通道孔，并在玻璃载片上沉积3.5对SiO2/Ta2O5分布式布拉格反射镜（DBR）作为反射镜，再用UV胶键合。该结构消除了通道表面刻蚀粗糙度，降低热失配，并将...
本研究采用微流控表面声波（SAW）生物传感器，实时监测碳酸钙与标准羧基自组装单分子层（COO-SAM）传感器芯片之间的相互作用。研究考察了含或不含生物分子组分的不同流体体系。在生物缓冲体系中，还研究了两种仿生阳离子肽 AS8 和 ES9 的 pH 依赖性表面相互作用；这两种肽与参与软体动物贝壳形成的几丁质合成酶胞外结构域相似。文中描...