本研究报道了一种无标记纳米机械生物传感器对小分子抗癫痫药物丙戊酸的直接检测。丙戊酸长期用于癫痫治疗，需进行治疗药物监测，其在血液或血清中的治疗浓度范围较窄，为50–100 μg/mL。与标记法和临床常用检测方法不同，该电检测微悬臂梁生物传感器可微型化和简化，适用于便携式或手持式即时检测平台及个人诊断工具。作者将微加工微悬臂梁传感器封...
针对糖尿病监测对高灵敏、可靠无标记生物传感器的迫切需求，本文报道了一种基于射频谐振器的集成无源器件（IPD）生物传感器芯片，用于检测水-葡萄糖溶液和人血清中的葡萄糖。该芯片制备于砷化镓（GaAs）衬底上，由交织螺旋电感与嵌入其两分区之间的互指电容（IDC）构成。由于电感两分区之间电磁能量高度集中，传感器在中心频率处表现出高灵敏度的线...
本文提出一种基于纳米结构多孔硅（PSi）和适配体的无标记、无试剂光学生物传感平台概念验证。适配体是通过 SELEX 筛选的单链寡核苷酸，能以高亲和力和高特异性结合目标物，适合作为生物传感器识别元件。作者报道了适配体偶联 PSi 生物传感器的制备与表征，采用已表征的 His 标签结合适配体 6H7 作为模型体系。当适配体功能化 PSi...
本文以二氧化硅纳米球为牺牲模板，制备了用于血红蛋白（Hb）的单分散分子印迹空心球（MIHSs）。所得空心球粒径均匀，直径约360 nm，并经透射电镜表征。水溶液吸附实验证实MIHSs对目标蛋白具有优异亲和力：吸附平衡在10 min内达到，pH 7.0时Hb最大结合容量Qmax为8.84 μmol g–1。进一步将MIHSs自组装为紧...
许多阳离子（如钠离子）会强烈影响液晶（LC）在界面上的锚定行为。由于 DNA 带负电荷，可与金属离子形成复合物，因此可在表面形成 DNA/金属离子复合物，从而扰乱液晶取向。本文利用这一现象建立了用液晶检测表面固定 DNA 的原理。相比之下，肽核酸（PNA）呈电中性，不与金属离子结合，也不影响液晶取向，因此可作为探针与具有特定序列的 ...
本文报道了一种用于阿莫西林（AX）过敏诊断的无标记生物传感策略，将新型树枝状大分子偶联物与纳米等离子体传感技术相结合。金纳米盘表面通过一步法固定巯基末端聚酰胺基树枝状片段（d-BAPAD），其外围修饰阿莫西林酰基（AXO）基团，形成 d-BAPAD–AXO 识别层，用于捕获患者血清中针对阿莫西林产生的特异性 IgE 抗体。该策略具有...
本文提出一种新型射频生物传感器，利用与微带开环谐振器关联的频率合成器实现无标记生物分子检测。该传感器主要由谐振辅助换能器和锁相环（PLL）电路组成，其中谐振器既作为换能元件，也作为压控振荡器的串联反馈元件。研究采用生物素-链霉亲和素结合体系验证性能：当生物素与链霉亲和素结合时，谐振器输入阻抗发生变化，引起振荡频率偏移；PLL 环路滤...
本文报道了一种基于金属包层波导（MCW）的表面折射率生物传感器，用于在渗透刺激下实时、无标记地测量贴壁动物细胞活力。将中国仓鼠卵巢（CHO）细胞和人胚胎肾细胞293（HEK293）细胞贴附于刀豆蛋白A（Con A）修饰的传感器表面后，分别施加等渗和低渗缓冲液。活细胞因细胞膜完整，在渗透压差驱动下发生水分跨膜再分布，引起细胞质折射率（...
利用无标记光学生物传感器对蛋白-小分子结合相互作用进行高通量筛选具有挑战性，因为检测信号常与实验噪声量级相近。本文提出一种新型自参考外腔激光器（ECL）生物传感器方法，在消除热噪声的同时实现亚皮米波长精度下的高分辨率和高灵敏度。利用该自参考 ECL 生物传感器，我们演示了多种固定化蛋白靶标与小分子结合的检测，其结合亲和力或抑制常数覆...
本文在绝缘体上硅（SOI）平台上实现了一种谐振增强、缺陷介导的环谐振器光电探测器，并将其作为单片式生物传感器，为微环谐振器传感器与光电探测器在片上实验室（lab-on-chip）中的低成本集成提供了新途径。该方案避免了在 SOI 芯片上集成 III-V 或锗基混合光电探测器所带来的复杂工艺和高成本问题。器件利用微环谐振腔中的光强积累...
本文首次报道了一种基于微腔的脱氧核糖核酸（DNA）光学生物传感器，采用合成蓝宝石作为光学谐振腔。将半径约500 μm、折射率1.77的蓝宝石微球置于光纤半耦合器上，在1510 nm处测量其透射光与弹性散射光强度。蓝宝石微球的回音壁模式（WGM）共振角模间距为0.43 nm，与其光学尺寸相符。将36碱基探针DNA共价固定于蓝宝石微球表...
近年来，生物传感器在医学、生物学和药理学等领域日益重要，对快速有效的读出技术需求增加。本文介绍新发展的热传递方法（HTM），并通过四个已建立的生物（仿生）传感器应用展示其用途：（i）DNA 序列中的突变分析，（ii）基于表面印迹聚合物的癌细胞识别，（iii）基于分子印迹聚合物的神经递质检测，以及（iv）脂质体层中的相变分析。该方法基...
壳寡糖（几丁质）是昆虫和真菌中常见的生物材料，也是地球上最丰富的生物材料之一。大量证据表明，几丁质可介导多种植物细胞信号事件，包括诱导植物对入侵害虫的防御反应。然而，几丁质与其植物识别受体之间的结合动力学等识别和介导机制尚未完全阐明。因此，建立既能与几丁质和植物细胞受体相互作用、又能监测其相互作用的平台，将显著推进对该植物防御诱导子...
本文报道了一种基于目标触发DNA树状分子介导光学重取向的高灵敏液晶（LC）生物传感方法，用于在LC–水界面检测p53突变基因片段。研究中，突变型p53基因片段作为目标物，通过杂交链反应（HCR）触发发夹DNA探针形成DNA树状分子；该树状分子作为信号增强元件，进一步诱导液晶由倾斜取向转变为垂直取向，使LC生物传感器出现从双折射纹理到...
本文提出一种 40 GHz 射频生物传感器，基于微波共面波导（CPW）传输线，用于肝癌细胞 HepG2 的介电特性表征。传统谐振器型生物传感器通常工作在特定谐振峰附近，细胞介电灵敏度受限于较窄带宽。为实现 1–40 GHz 的超宽带测量，本文采用微波 CPW 传输线作为传感结构。该传感器可在去除微波寄生效应（包括培养基和基底材料影响...
无标记检测对实时监测生物分子相互作用至关重要，可避免荧光、发光或放射性标签占据生物分子关键结合位点。紫外–可见–近红外（UV–vis–NIR）光谱是最简单的无标记方法之一，通过测量基底表面反射率随波长的变化，监测生物分子固定及其与配体的相互作用。生物传感器平台需能适配不同分子识别元件。本研究以金（Au）涂层聚碳酸酯为平台，以运动员滥...
本研究基于新型2×3泄漏表面声波（LSAW）适配体传感器阵列，开发了一种无标记、高灵敏的肿瘤细胞识别与检测方法。阵列中每个谐振器单元均配备独立振荡电路，可独立工作且互不干扰，气相相位稳定性为±0.15°，液相为±0.3°。巯基修饰的MUC1适配体先固定于100 MHz LiTaO3压电晶体金电极表面，通过适配体与MCF-7乳腺癌细胞...
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...
本文报道了一种用于激酶活性检测的新型无标记生物传感器。该传感器以激酶响应型聚合物水凝胶为核心，将带负电的苯乙烯胶体粒子自组装形成的结晶胶体阵列（CCA）嵌入水凝胶网络中。当水凝胶中固定的靶肽被激酶磷酸化后，凝胶内固定负电荷增加，产生Donnan电势并引起水凝胶可逆溶胀，使CCA晶格间距增大，导致可见光衍射峰发生红移。通过反射光谱测量...
高通量筛选已能通过比色或荧光活性检测识别重要药物靶点的小分子调节剂，但现有非酶蛋白靶点小分子结合物检测方法要么需要标记结合伙伴，要么通量不足。本文报道一种新型自参考外腔激光器（ECL）生物传感器方法，利用光子晶体谐振反射器作为外腔激光的波长选择元件，实现高分辨率和高灵敏度检测，并以亚皮米波长精度消除热噪声。该仪器同时产生两个独立激光...