Development of a 3D graphene electrode dielectrophoretic device.
本文报道了一种基于50 μm厚石墨烯纸和100 μm双面胶的新型三维电极微装置的设计与制备。该装置由六层50 μm×0.7 cm×2 cm石墨烯纸与五层双面胶交替叠层构成，夹持于玻璃载片上，并用计算机控制微钻在叠层中心钻出直径700 μm的微孔。相邻石墨烯层之间的绝缘性能通过电阻测试验证，银导电环氧将同侧石墨烯层与外部铜线电极连接，...
In-situ DNA hybridization detection with a reflective microfiber grating biosensor.
本文提出并实验验证了一种用于原位DNA杂交检测的无标记光纤生物传感器，其采用反射式微光纤布拉格光栅（mFBG）结构。在二氧化硅微光纤中刻写单个直布拉格光栅，可在反射谱中形成两个清晰共振峰：基模和高阶模。二者对外界介质折射率（RI）具有不同响应，但对温度具有相同灵敏度。通过监测两共振峰之间的波长间隔，可实现温度补偿的折射率测量。该无标...
Ultrasensitive flow sensing of a single cell using graphene-based optical sensors.
本文基于石墨烯在全内反射条件下的偏振相关吸收，设计了一种石墨烯光学折射率传感器。通过控制高温还原氧化石墨烯（h-rGO）厚度至约8 nm，传感器在折射率检测中达到4.3×10^7 mV/RIU的灵敏度和1.7×10^-8的分辨率，并具有宽动态范围。该传感器采用PDMS微流控芯片/h-rGO/石英三明治结构，利用He-Ne激光、偏振分...
A real time affinity biosensor on an insulated polymer using electric impedance spectroscopy in dielectric microchips.
本文报道了一种基于绝缘聚合物微芯片的实时亲和生物传感器。两个平面碳微电极通过激光烧蚀集成于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）微芯片中，与微通道内溶液无直接接触。传感器通过监测微电极/PET微通道/溶液界面的电阻抗变化，探测聚合物表面发生的生物分子结合事件。实验中，牛血清白蛋白（BSA）先吸附固定于PET微通道表面，兔抗BSA抗体（Ab-...
Detection of the antiepileptic drug phenytoin using a single free-standing piezoresistive microcantilever for therapeutic drug monitoring.
苯妥英是应用广泛的抗癫痫药物，因治疗窗窄而需进行治疗药物监测（TDM）。本研究报道了一种基于单自由悬臂压阻微悬臂梁生物传感器的苯妥英电学检测方法。该传感器无需标记，可通过微机电系统（MEMS）工艺微型化，并集成到微流控通道中，适用于即时诊疗、个人诊断和个性化TDM。器件在去离子水和100%胎牛血清中均实现苯妥英检测，在10–80 μ...
Wheatstone bridge giant-magnetoresistance based cell counter.
本文提出一种基于惠斯通电桥巨磁阻（GMR）的生物传感器，用于检测和计数磁性标记细胞。该传感器采用顶钉扎自旋阀层结构，并与具有流体聚焦功能的微通道集成，使细胞在传感区逐个串行通过，从而提高计数准确性。当磁性细胞流经微通道上方时，其杂散磁场会改变下方 GMR 盘的电阻；通过测量电阻随时间变化产生的电压峰，不仅可以统计细胞数量，还可根据峰...
In-situ detection of density alteration in non-physiological cells with polarimetric tilted fiber grating sensors.
倾斜光纤布拉格光栅（TFBG）生物传感器可作为低成本、易实现的替代平台，用于原位或潜在体内高灵敏度生物样品测量。本研究利用光纤内12°倾斜布拉格光栅，在宽外部介质折射率范围内于传感器表面激发强倏逝场。器件对温度交叉敏感性小，制备过程不影响光纤结构完整性及其表面功能化。通过截止前最后导模在两个正交偏振态下的差分透射谱，原位清晰区分了具...
Magnetoresistive sensor for real-time single nucleotide polymorphism genotyping.
本文报道一种磁阻传感器平台，用于实时检测 DNA 靶标中的点突变，具体检测人类 β-珠蛋白基因两个位点的单核苷酸多态性。该传感器采用差分平面霍尔效应桥（dPHEB）几何结构，通过比较传感区与局部集成负参考区上结合的磁性微珠数量差异产生信号。磁性微珠由传感器偏置电流产生的自磁场磁化，无需外加磁场。传感器集成于带温度控制的微流控系统中，...
Detection of Myoglobin with an Open-Cavity-Based Label-Free Photonic Crystal Biosensor.
本文报道了一种基于光子晶体全内反射（PC-TIR）的无标记生物传感器，用于检测心脏生物标志物肌红蛋白（myoglobin）。该传感器具有独特的开放光学微腔结构，相比传统封闭微腔，便于传感表面功能化，适合快速生物分子结合检测。光子晶体结构可通过设计在任意光学波长工作。作者通过精细设计光子晶体结构、表面生化修饰并集成微流控系统，使传感器...
Glucose sensor using liquid-crystal droplets made by microfluidics.
本研究开发了一种用于水相葡萄糖检测的微米级 4-氰基-4-戊基联苯（5CB）液晶液滴。通过在 5CB/水界面包覆聚（丙烯酸-b-4-氰基联苯-4-氧基十一碳烯酸酯）（PAA-b-LCP），并将葡萄糖氧化酶（GOx）共价固定于 PAA 链上，构建了功能化液晶液滴。在正交偏振偏光显微镜下，该液滴可因葡萄糖氧化酶催化葡萄糖产生葡萄糖酸并降...
Electrical detection of C-reactive protein using a single free-standing, thermally controlled piezoresistive microcantilever for highly reproducible and accurate measurements.
本研究提出一种基于单个自由悬臂、热控压阻微悬臂梁生物传感器的 C 反应蛋白（CRP）电学检测方法，可用于体内感染识别或心血管疾病风险评估。传统双悬臂梁惠斯通电桥结构中，参考悬臂梁与镀金传感悬臂梁因表面材料和多层结构不同，会对液体环境中化学物质、流场和温度变化产生独立响应，造成生物传感目标信号干扰。本研究采用单个自由悬臂梁生物传感器，...
A silicon photonic biosensor using phase-shifted Bragg gratings in slot waveguide.
本文提出一种基于槽波导中相位偏移布拉格光栅的新型硅光子生物传感器。该器件将光场集中在低折射率槽区，从而增强光与周围介质及生物分子的相互作用。布拉格光栅通过在波导外侧壁制作周期性波纹形成，并在光栅中部引入相位偏移，在阻带内产生尖锐谐振峰。实验在氯化钠盐溶液中测得 340 nm/RIU 的高折射率灵敏度和约 1.5×10^4 的高品质因...
Analysis of the interaction between tropomyosin allergens and antibodies using a biosensor based on imaging ellipsometry.
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...
Plasmonic interferometers for label-free multiplexed sensing.
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...
Detection of cardiac biomarkers using single polyaniline nanowire-based conductometric biosensors.
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...
An infrared radiation based thermal biosensor for enzymatic biochemical reactions.
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 ...
Sensitive real-time monitoring of refractive indexes using a novel graphene-based optical sensor.
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...
Mass transport effects in suspended waveguide biosensors integrated in microfluidic channels.
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...
Real-time observation of antigen-antibody association using a low-cost biosensing system based on photonic bandgap structures.
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...
Nonlinear analyte concentration gradients for one-step kinetic analysis employing optical microring resonators.
传统生物传感器表面大分子结合动力学测定通常采用逐步滴定，在多个分析物浓度下分别监测结合与解离，需要多次再生表面，耗时且引入批次差异。此前研究表明，在分析物浓度随时间线性增加的梯度中可单步测定动力学速率。本文报道将非线性分析物浓度梯度用于单次实验中测定结合动力学速率和平衡结合亲和力，并提出一种易于集成到微流控系统的通用非线性梯度发生器...