本文提出并实验验证了一种基于光纤马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的无标记光学纤维生物传感器，用于检测牛血清白蛋白（BSA）浓度。该传感器在单模光纤内构建微腔，使入射光分为光纤芯导模和微腔模式，两束光重新叠加形成干涉。外部介质可通过连接微腔与光纤表面的微流道直接进入微腔，与光纤芯信号相互作用。器件采用飞秒激光微加工和化学刻蚀制备。该光纤干...
无标记核酸检测利用光纤换能器，避免了传统检测中昂贵的荧光标记步骤，但其灵敏度受换能器设计与构型限制。本文提出一种高灵敏度无标记光纤生物传感器，采用高双折射（Hi-Bi）椭圆石英微光纤的偏振干涉特异性检测DNA分子。微光纤Sagnac干涉仪将目标单链DNA（ssDNA）浓度的微小变化转换为偏振干涉光谱的波长漂移。传感器对100 pM至...
本文报道了一类可同时实现无标记（label-free, LF）与荧光（fluorescence, FLUO）检测的光学生物传感器。该传感器利用在一维光子晶体（1D-PC）截断界面激发的 Bloch surface waves（BSW）作为换能机制，并在带微光学窗口的注塑有机基底上制备。作者设计了两种 1D-PC 生物芯片，分别具有较...
研究分子相互作用通常需将目标分子标记荧光报告基团，但荧光标记对分子动力学的影响长期缺乏替代方法而难以量化。本文开发了一种光子-等离子体混合“天线在纳米腔”单分子生物传感器，用于在无荧光标记条件下实时研究DNA-蛋白相互作用。该传感器基于硅基光子晶体纳米梁腔与金纳米颗粒天线构成的混合模式，兼具高Q因子和极小模式体积，可检测单个DNA与...
本文报道了一种基于硝酸纤维素薄层传感表面的紧凑型光学生物芯片，用于干眼病相关基质金属蛋白酶9（MMP9）的原位无标记检测。该芯片首次集成三个干涉式生物光子传感单元（BICELL），由SiO2和SU-8光刻层构成干涉换能结构，并在SU-8表面旋涂硝酸纤维素作为生物传感表面。通过Milli-Q水清洗激活表面后，蛋白A以静电作用固定于硝酸...
本文报道了一种基于磷酰胺吗啉寡核苷酸（PMO）功能化纳米通道的生物传感器，用于无标记检测微小RNA（miRNA），具有超高灵敏度和高序列特异性。PMO作为捕获探针共价锚定在纳米通道表面。由于PMO具有中性骨架和高序列特异性亲和力，PMO与miRNA的杂交效率提高，从而显著降低背景信号，提升检测特异性和灵敏度。该传感器通过监测PMO/...
非流动生物层干涉（BLI）已成为无标记、实时、高通量监测几乎所有生物分子相互作用的常用工具。需要测量脂质体与多种化合物相互作用动力学的高效筛选方法要求固定化脂质体。本文描述了一种用于相互作用研究的脂质体固定化方法，基于该生物传感器平台的生物物理原理。固定化方法包括装载含DSPE-PEG(2000)-生物素的空间稳定胶束（SSMs），...
将巯基引入生物分子以通过强 Au–S 键功能化金纳米棒（GNR）是一种有吸引力的策略。本研究比较了四种向抗人 IgG 抗体表面引入巯基的方法：Traut 试剂、二硫苏糖醇（DTT）、二硫芳香 PEG6-CONHNH2 以及巯基聚乙二醇胺（SH-PEG-NH2）联合 EDC 反应。结果表明，四种巯基化方法均可高效功能化 GNR，简化制...
双模波导（BiMW）传感器是一种新型共光路干涉换能器，基于倏逝场检测原理，结合生物识别元件后可在无标记模式下直接检测生物分子相互作用。由于固有高灵敏度，它在环境监测、医学诊断和食品安全等领域具有成为强有力分析工具的潜力。BiMW传感器采用标准硅基工艺制备，可实现低成本生产，并满足现场检测（POC）所需的便携性和一次性使用要求。本章描...
区分人源或禽源甲型流感病毒是预防流感大流行的关键需求。甲型流感病毒血凝素（HA）对人源唾液酸受体Neu5Acα(2-6)Gal和禽源受体Neu5Acα(2-3)Gal的选择性结合由HA和神经氨酸酶（NA）基因型决定，是区分人源与禽源流感A病毒的重要特征。本文报道了以固定化6'-唾液酸乳糖（Neu5Acα(2-6)Galβ(1-4)G...
本研究原位监测了抗粘附涂层聚(L-赖氨酸)-接枝-聚乙二醇（PLL-g-PEG）及其精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）功能化形式 PLL-g-PEG-RGD 与绿茶多酚表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCg）的相互作用，并实时记录 EGCg 暴露后涂层上的细胞粘附动力学。所用板载波导生物传感器可监测小分子结合，对细胞膜位置及细胞质量分布...
登革病毒（Dengue virus, DENV）是主要由埃及伊蚊和白纹伊蚊传播的虫媒病毒，感染可致出血热甚至死亡，早期检测对降低病死率至关重要。本文报道一种肝素功能化单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotubes, SWNT）网络化学电阻生物传感器，用于低成本、无标记、快速检测完整DENV。肝素是宿主细胞...
金黄色葡萄球菌分泌并展示于细胞膜上的蛋白A（Protein A, PA）是鉴定该病原体的重要生物标志物，其快速、特异检测有助于感染识别和治疗决策。本文报道一种简单、无标记、快速的光学生物传感器，用于特异性检测蛋白A。蛋白A结合适配体（PAA）作为捕获探针，通过氨基偶联化学固定在纳米结构氧化多孔硅（PSiO2）薄膜上；多孔硅薄膜作为光...
个性化医学不仅有助于疾病预防、筛查和制定更有效的治疗策略，也能降低现有疗法的副作用。解析基因调控通路可为严重疾病起源提供可靠预后分析，并帮助为个体选择最合适的治疗。mRNA 前体可变剪接是重要的基因调控机制，使细胞根据发育或稳态状态从同一基因产生不同蛋白产物；其失调与疾病发生和进展密切相关，构成一类重要且新颖的生物标志物。本文报道了...
本文提出一种CMOS电容传感器阵列，作为紧凑、低成本的高通量细胞生长监测平台。该生物传感器由8×8个CMOS全差分基于电荷的电容测量传感器组成，采用直流输入ΣΔ调制器将传感器信号转换为数字值，用于读取生物/化学数据并进行后续信号处理。为补偿电流镜晶体管失配，作者提出校准电路，能以小于8.2%的误差消除输出电压偏移。作者利用不同介电常...
本研究开发了一种基于过度倾斜光纤光栅（Ex-TFGs）的无标记免疫传感器平台，用于高特异性和快速检测人 N 端 B 型利钠肽原（NT-proBNP）。NT-proBNP 是心力衰竭预后评估和风险分层的重要生物标志物。作者利用实验室制备的高纯度抗 NT-proBNP 单克隆抗体（MAbs），通过葡萄球菌蛋白 A（SPA）法将其固定在光...
呼吸道病毒（如流感、副流感、呼吸道合胞病毒、冠状病毒、中东呼吸综合征冠状病毒和寨卡病毒）感染是全球重大公共卫生威胁。尽管已有多种基于RNA扩增的诊断方法，但临床使用仍受速度、灵敏度和特异性不足的限制。本文报道一种等温、无标记、一步式RNA扩增/检测系统iROAD，用于呼吸道疾病诊断。该系统将一步等温RNA扩增方法与生物光学传感器耦合...
本文报道了一种快速、高灵敏、高特异且低成本的电容式亲和生物传感器，用于双酚A（BPA）的无标记单步检测。该传感器采用印刷电路板（PCB）材料，可通过桌面设备快速、低成本地制备原型。检测高灵敏度来源于BPA特异性适配体探针以及大电极结构，后者可增强交流电热（ACET）效应，实现BPA分子向电极表面的长程输运。电容传感技术通过测量样品/...
本文报道一种基于叉指电极（IDE）的无标记亲和型电容生物传感器，用于核酸检测。作者优化了巯基化 DNA 探针的纯化与固定流程，以减少商业探针中污染物对金电极表面自组装的影响，并在清洁后的金微电极上共价固定基于西尼罗病毒 Kunjin 株序列的 24 核苷酸单链 DNA 探针。传感器通过测量 IDE 间双电层电容变化来识别互补靶 DN...
将有机与无机材料结合构建杂化纳米结构，是开发无标记生物传感平台并克服电容传感器在液体中漏电流问题的有效途径。本文采用超薄高介电常数 Al2O3 层与纳米结构有机功能尾相结合，构建可在液体中直接监测生物特异性相互作用且适用于极低分析物浓度的平台。作为概念验证，作者报道了一种可逆无标记谷胱甘肽-S-转移酶（GST）生物传感器。该传感器通...