尽管基于纳米材料的场效应晶体管（FET）作为快速诊断工具受到广泛关注，但由于稳定性、可靠性、重现性和可规模化量产不足，FET 传感器在临床应用中仍面临挑战。本文提出一种远程浮栅（RFG）FET 构型，以消除二维还原氧化石墨烯（rGO）传感表面的器件间差异，并抑制溶液界面大部分不稳定性。通过系统研究不同 rGO 厚度、覆盖率和还原温度...
本文报道了一种无标记、高灵敏度、微型化的微波微流控生物传感器，用于在流动状态下检测活细胞。该器件将微带stub谐振器集成于微流控结构上方，并采用金属纳米线填充多孔氧化铝膜技术，使细胞悬液在微通道中流动时位于stub尖端与接地平面之间，从而利用均匀且集中的电场分布。当单个活细胞进入传感区时，其相对介电常数与周围生物介质不同，引起传输信...
石房蛤毒素（STX）是一种高毒性、广泛分布的麻痹性贝类毒素，对环境和人类健康构成严重威胁，亟需便捷、经济的检测方法。本研究提出一种无标记电解质-绝缘体-半导体（EIS）传感器，其表面通过层层组装法构建正电荷聚酰胺胺（PAMAM）树状大分子层，并将对 STX 敏感的适配体（Apt）静电固定于 PAMAM 层上。该结构使适配体在 Deb...
本文构建了一种基于少层二硫化钼（MoS2）纳米片的电化学生物传感器，用于高灵敏检测肿瘤标志物循环肿瘤DNA（ctDNA）。少层MoS2纳米片通过剪切剥离法制备，与机械剥离法和锂离子插层法相比，该方法操作更简便，所得纳米片具有良好电化学活性。传感平台基于MoS2纳米片对单链DNA（ssDNA）和双链DNA（dsDNA）的差异化亲和力构...
循环肿瘤细胞（CTC）检测仍面临巨大挑战，部分原因在于CTC丰度低（1–10 cells/mL）。本文提出一种等离子体倾斜光纤布拉格光栅（TFBG）生物传感器用于乳腺癌细胞检测。该传感器由18° TFBG构成，光纤表面镀有50 nm厚金纳米薄膜，并固定针对GPR30的特异性抗体；GPR30是多种乳腺癌中表达的膜受体，作为捕获探针。体...
DNA功能化金纳米颗粒已用于生物传感器开发和药物递送等应用，但多核苷酸链对单金纳米颗粒化学界面阻尼（CID）的影响尚未见报道。本研究采用总内反射散射（TIRS）方法测量金纳米棒（AuNRs），揭示胺基（NH2）连接的富鸟嘌呤DNA通过氮原子与金表面相互作用诱导的CID效应，并阐明NH2与DNA之间线性碳链长度（NH2-Cn-DNA，...
隐孢子虫是肠道原虫病原体，是儿童死亡和健康成人腹泻的主要原因之一。检测隐孢子虫对预防潜在暴发具有高度优先性。本文开发了一种简单、易制备、低成本的芯片基电化学生物传感器，用于水样中隐孢子虫卵囊的敏感无标记检测。传感器采用标准光刻工艺制备，具有三电极设计，并通过自组装硫醇化蛋白G与抗隐孢子虫单克隆抗体（IgG3）的杂化层修饰电极。采用电...
本文报道一种40 GHz微波生物传感器，用于监测和表征接受电化疗的单细胞（THP-1），并获得治疗效率的电子签名。该传感器提出一种非破坏、无标记技术：首先可在培养液中快速测量未处理单细胞，提取两个频率相关介电参数，即电容C(f)和电导G(f)；其次可有力揭示化学膜通透化处理（皂苷）的效应；最后可检测并预测经典化疗药物博来霉素在电脉冲...
无标记直接光学生物传感器（如表面等离子共振，SPR）已成为中心实验室生化分析的金标准。基于光子集成电路（PIC）的生物传感器采用相同的物理传感机制，即倏逝场传感，有望在医疗尤其是即时诊断中发挥重要作用，但需克服从研究实验室向工业应用转化的挑战。当前研究正处于关键节点，为健康与环境领域的现场分析带来机遇。本文简要介绍 SPR 与 PI...
本研究提出一种基于自组装单层金纳米颗粒（AuNPs）电极的基因传感器，用于转基因大豆（GMS）的定性与定量检测。传感电极先在硅基底上溅射金膜，再依次自组装1,6-己二硫醇（1,6-HDT）和含硫基团金纳米颗粒，形成单层AuNPs修饰电极；随后将5′端硫醇修饰的CaMV 35S启动子（P35S）互补单链DNA捕获探针通过硫醇-金作用固...
钾离子（K+）在体液中的准确测定对健康监测和疾病诊断具有重要意义。基于DNA G-四联体（GQ）与特异性荧光探针硫黄素T（ThT）的无标记生物传感器是K+检测的简便方法之一，但通常灵敏度不足。本研究发现，在低浓度下，K+可与ThT竞争结合由寡核苷酸形成的双分子GQ或四分子GQ，使ThT荧光发射随K+浓度升高而降低。基于该竞争性结合机...
近期新冠疫情暴发迫切需要开发无标记、高灵敏、快速、准确且低成本的 SARS-CoV-2 病毒生物传感器。本研究报道了一种基于全栅无结场效应晶体管（GAA-JLFET）的无标记电学检测方法，利用病毒刺突蛋白、包膜蛋白及病毒 DNA 的介电常数和电荷特性实现高灵敏实时生物传感。GAA-JLFET 因栅控能力强、可垂直堆叠、与现有工艺兼容...
本文提出一种基于智能手机的细菌菌落表型分析仪器，利用反射式弹性光散射（ELS）图案及其分辨能力实现细菌识别。该反射式装置能够获取生长在高不透明培养基上以及光学致密菌落的 ELS 图案。仪器以智能手机作为控制与成像界面，并采用 532 nm 二极管激光作为核心光学部件，因而具有成本低、便携性强的特点。当相干准直激光照射细菌菌落时，菌落...
纳米材料可用于修饰电极，提高电导率和电化学传感器性能。金基纳米结构因能与含硫分子形成强Au–S键，常被用作生物传感器表面功能化的锚定平台。本文报道了一种基于金纳米颗粒（AuNPs）和截短适配体Gli4-T的无标记阻抗生物传感器，用于啤酒和酱油等水解基质中麸质的定量检测。该传感器以丝网印刷碳电极为基底，通过电化学沉积AuNPs增强电子...
本研究开发了一种基于液晶（LC）液滴的传感平台，用于检测羧酸酯酶（carboxylesterase, CES）及其抑制剂。十四酰胆碱氯化物（myristoylcholine chloride, Myr）作为阳离子表面活性剂接触液晶液滴时，使水/液晶界面处的液晶分子呈垂直锚定取向，在偏振光显微镜下呈现暗十字织构。当存在 CES 时，M...
新冠疫情暴发凸显了快速、灵敏抗原检测对疫情防控的重要性。本文报道了一种基于激光外差反馈干涉的表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于检测SARS-CoV-2刺突抗原。该传感器通过检测不同抗原浓度引起的微小折射率差异实现检测，将传感单元处的折射率变化经SPR转换为光强变化，从而实现生物样品的无标记、实时检测。激光外差反馈干涉的增益放大...
尿液外泌体miRNA因非侵入、稳定性好且能反映来源细胞状态，成为前列腺癌（PC）早期诊断与预后的新兴生物标志物。然而，miRNA在尿液中丰度低且序列同源性高，使其高准确检测极具挑战。本文报道了一种基于三维分层等离子纳米架构的表面增强拉曼散射（SERS）定量无标记miRNA传感平台，用于检测尿液外泌体miRNA。该平台由目标互补DNA...
DNA甲基化由DNA甲基转移酶催化，在多种生物过程中起关键作用，因此超灵敏甲基转移酶检测对生物医学研究和临床诊断具有重要意义。传统方法常需放射性标记、昂贵设备和繁琐操作。本研究基于纳米孔技术结合DNA级联信号放大，建立了无标记、超灵敏检测DNA腺嘌呤甲基转移酶（Dam）和CpG甲基转移酶（M.SssI）的方法。设计含甲基化响应序列的...
等离子体生物传感器是无标记、高灵敏研究分子吸附的有力工具。本文系统研究了由金属-介质立方体构成的严格规则纳米结构的光学性质，旨在有目的地调节其光学响应并提高生物传感性能。此外，测试了这些图案消除由溶液本体折射率变化引起的传感器虚假响应的潜力，使等离子体光谱位移仅由吸附分子引起。为此，采用电子束光刻在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）上制备...
细胞外囊泡（EVs）因结构与组成类似来源细胞，已成为重要的循环生物标志物。本研究开发了一种基于频率依赖阻抗测量的无标记检测系统，利用EVs独特的介电性质对其进行表征。该系统由绝缘体基介电泳（iDEP）器件捕获并固定囊泡簇，随后用电学阻抗谱（EIS）在宽频率范围内测量其阻抗，以分析膜和胞质中电荷依赖成分。EIS首先用于检测不同生化组成...