光学生物传感器在许多应用中依赖流体腔实现受控液体输送，而完全液体置换对获得准确可靠结果至关重要。不同光学生物传感器的流体腔构型、体积和流速差异很大，目前缺乏标准化置换指南。本文针对斜入射反射率差（OI-RD）生物传感器，利用 COMSOL Multiphysics 有限元软件模拟两种流体腔中的液体置换过程，研究完全置换所需最小液体体...
病毒感染和疫苗接种均会改变人体抗体库。本文报道了一种基于无标记反射式生物传感器的快速多联检测法，用于对血清中针对五种 SARS-CoV-2 变异株的抗体进行指纹分析。该传感器表面固定了病毒抗原微阵列，可实时、无标记地检测血清抗体与抗原的结合。作者分析了康复者血浆和疫苗接种者血浆，提取了总免疫球蛋白（Ig）和 IgA 分量的个体抗体谱...
蛋白–碳水化合物相互作用在生物学中发挥多种关键功能，微阵列已成为高通量评估其选择性、敏感性和识别范围的首选工具。在糖组学微阵列分析中，从众多糖配体中精确识别靶糖配体是评价糖靶向探针的核心。自微阵列用于高通量糖谱分析以来，不同平台在表面化学、连接臂、配体呈现、打印技术和检测流程等方面存在差异，导致跨平台结果不一致。本文系统考察打印参数...
自2019年12月新冠疫情暴发以来，SARS-CoV-2持续演化并出现多种变异株。为及时监测变异株分布并调整公共卫生干预，准确追踪变异株至关重要。全基因组测序是监测病毒演化的金标准，但成本高、耗时长且不易普及。本研究开发了一种基于微阵列的检测方法，通过同时检测Spike蛋白基因中的突变，区分临床样本中已知病毒变异株。该方法中，从鼻咽...
生物传感器如Toll样受体（TLR）在病毒感染后诱导干扰素（IFN）表达，是细胞内在宿主防御的第一步，但其对上皮完整性基因的差异影响仍不清楚。本研究采用全基因组基因表达生物传感器芯片（微阵列）检测I型、II型和III型IFN刺激对原代类器官三维气-液界面气道培养上皮表达谱的影响。结果显示，所有IFN均诱导相似的干扰素刺激基因（ISG...
表面化学是微阵列生物传感器开发中的关键因素，功能化表面的固定能力会限制结合反应的最终产率。本研究在同一固体支撑上局部固定不同聚合物上的蛋白配体，从而同时比较其功能，展示了一种新的多重化策略。作者旨在单次实验中同时考察一组反应性聚合物的固定效率以及所固定分子的亲和力。方法是在 Si/SiO2 芯片上点样多种反应性聚合物，并在各点样处立...
25-羟基维生素D（25(OH)D）是评估维生素D营养状态最重要的标志物，但现有高效液相色谱（HPLC）和免疫检测等方法结果变异较大。本研究建立了一种基于高特异性适配体的新型检测方案，采用目标诱导解离（TID）传感模式。作者首先利用微尺度热泳（MST）研究适配体VDBA14的结构性质和结合亲和力，并基于适配体结构设计互补寡核苷酸，在...
适配体是单链寡核苷酸，可作为蛋白检测中抗体的替代识别元件，因其能以类似抗体的高亲和力结合靶标。适配体在结合靶标后会发生构象变化，因此可应用于多种生物传感平台。本研究以血管内皮生长因子（VEGF）为模型蛋白，系统开发基于热泳和微阵列的目标诱导解离（TID）检测方法。VEGF在生理性血管生成和血管发生中起关键作用，并参与癌症、年龄相关性...
RNA功能的不断拓展凸显了靶向RNA的小分子的价值。近年来，多种荧光素结合RNA适配体被开发出来，可作为RNA标签或分子生物传感器，用于活细胞中RNA和代谢物的成像。尽管这类荧光素结合RNA适配体装置在理论上设计简单，但实际应用中需要仔细优化。因此，能够定量荧光素与RNA适配体相互作用的高通量体外筛选技术具有重要价值。作者近期建立了...
本研究考察了通过应变促进叠氮-炔环加成（SPAAC）反应原位形成生物正交水凝胶，以非共价或共价方式封装蛋白质和寡核苷酸等活性生物分子，作为新型生物传感器基质的可行性。生物正交凝胶组分避免了凝胶与生物分子之间的非特异性相互作用及蛋白变性，并在水凝胶网络中维持均匀水环境。实验未观察到活性生物分子渗漏。与传统将传感分子固定于二维单层或三维...
新型生物材料及其表面修饰技术的快速发展，使传统表征方法难以满足高通量、多参数分析需求。为此，研究者发展了多种高通量（HT）策略，以组合方式系统分析生物材料及其与细胞的相互作用，并揭示递送的溶解性生物活性分子对细胞反应的影响。本综述介绍了近期高通量方法在构建可重复控制细胞行为微环境方面的进展，重点讨论用于基因递送、药物发现和毒理学研究...
用于快速、特异、灵敏检测分析物的生物传感器在医疗、药物发现、食品安全和环境监测中发挥重要作用。尽管已开发多种传感概念和器件，但获得廉价、易用、可靠传感器平台的长期挑战仍未完全解决。纳米材料为提高检测灵敏度和检出限至单分子水平提供了可能。本综述概述脂质体和脂质双分子层在生物传感中的应用。球形脂质体或二维平面膜形式的脂质组装体已广泛用于...
登革热是全球最常见的虫媒病毒感染，约25亿人生活在100多个热带和亚热带流行区。由于无症状病例多且症状缺乏特异性，登革热常被漏报，影响监测。因此，需要快速、易用、廉价且高灵敏高特异的诊断工具，以支持早期准确诊断、临床管理和新干预措施开发。本报告主要综述登革热分子诊断现状，概述多种核酸扩增技术（NAATs），包括RT-PCR、NASB...
本文报道了一种用于微阵列高通量蛋白相互作用分析的无标记检测系统。作者采用单波长成像反射干涉（1λ-iRIf）作为检测技术，并制备显微镜载玻片格式的微流控流池，以降低试剂消耗并兼容常规实验室操作。与成像表面等离子共振、石英晶体微天平或生物层干涉相比，该系统对温度漂移更稳健，且可分析更大阵列。系统空间分辨率为7 µm，时间分辨率≤50 ...
本文报道了一种基于液晶可调谐滤波器（LCTF）波长探测的快速表面等离子共振（SPR）成像生物传感器系统。该系统将光谱法提供的宽动态检测范围与二维（2-D）生物传感器阵列的多路高通量数据采集相结合。所提方案的关键特征是采用反馈回路驱动 LCTF，以快速跟踪目标分子结合到传感器表面所引起的 SPR 反射谷移动。实验结果表明，该系统可在约...
系统性红斑狼疮（SLE）以高滴度、类别转换自身抗体为特征，活动期患者常存在干扰素（IFN）通路失调，但特定自身抗体与基于三种IFN调控趋化因子的趋化因子评分之间的关系尚不明确。本研究开发巨磁阻（GMR）生物传感器微阵列，可在72个有效传感单元上并行、实时检测血清中针对多种自身抗原及肽段的抗体反应。作者利用该微阵列分析SLE患者血清，...
将溶液 SELEX 筛选得到的核酸适配体固定化到生物传感器表面仍具挑战。本研究以商用 DNA 微阵列作为模拟生物传感器应用的模型平台，系统考察多组适配体/靶标对在固定化状态下的结合行为。结果表明，适配体与表面之间需保持最小间隔（linker 长度），且胸腺嘧啶（T）核苷碱基 linker 可在不同条件下提供可重复的结合响应。与直接 ...
循环微小RNA（miRNA）是癌症及其他重大疾病潜在的血液生物标志物。为在复杂生物体液尤其是即时检测场景中直接定量这些短小分子，本文报道了一种基于玻璃微阵列的miRNA检测平台。该平台以羧基-聚乙二醇（carboxyl-PEG）作为抗污功能层，并以胺化发夹核酸分子作为靶标特异性捕获探针（CP）。由于羧基-PEG层可显著抑制蛋白和核酸...
微阵列是高通量表征生物分子相互作用的重要平台。为提高微阵列检测的灵敏度与特异性，通常需要对未点样但已功能化的表面进行封闭，以减少分析物与表面的非特异性相互作用。牛血清白蛋白（BSA）因价格低廉、使用方便，是蛋白和DNA微阵列中最常用的封闭试剂。按照微阵列厂商标准方案，通常需1% BSA并反应至少30 min。本文采用荧光扫描和无标记...
近年来，多种无标记生物传感技术被开发用于研究不同生物分子相互作用的实时动力学。这些生物传感器在一定程度上可替代荧光标记方法，在提供相当灵敏度的同时，保持待测生物分子的构象与功能完整性。然而，若要完全摆脱荧光标记，通量成为下一个关键问题。微阵列可在玻璃、硅片及其他功能化基底上通过点样、压印或直接合成固定生物分子，从而同时筛选数万种生物...