慢性非传染性疾病每年导致约4000万人死亡，需要多参数组合诊断以选择有效治疗策略。本文提出并研究一种基于肽适配体的低成本无标记生物传感器系统，用于在生物流体中识别相应蛋白标志物。检测原理是通过荧光记录与肽适配体选择性结合的目标蛋白，并利用特定发光体将结合蛋白的自然荧光再发射到较长波长，便于普通电荷耦合器件（CCD）检测。为实现该方案...
本文提出并实验验证了一种基于全金属超材料的太赫兹生物传感器。该传感器采用不锈钢材料，通过激光打孔技术制备，结构为周期性排列的空心哑铃形金属孔阵，整体为全金属设计，不使用传统介质基底，而以空气作为基底。利用有限积分法进行全波电磁仿真，得到最大折射率灵敏度为294.95 GHz/RIU，品质因数为4.03。实验以牛血清白蛋白（BSA）为...
新冠疫情等快速传播的传染病迫切需要能够及时检测和识别病原体的有效生物传感器。基于半导体二维（2D）材料的场效应晶体管（2D-FET）因原子级薄通道中任何扰动都会显著影响其电子输运性质，被认为是快速无标记传感的潜在候选。本文报道了基于半导体过渡金属二硫化物（TMDC）二硒化钨（WSe2）的 FET 作为体外快速、灵敏检测 SARS-C...
新型冠状病毒（SARS-CoV-2/COVID-19）因强传染性在全球快速传播，传统诊断方法检测耗时长，不利于大规模筛查和早期识别感染者。本文开发了一种基于表面增强红外吸收（SEIRA）的快速、超灵敏、多功能等离激元生物传感器，用于新冠现场诊断。研究利用遗传算法（GA）智能程序自动设计并快速优化金属纳米结构，以增强传感性能。结果表明...
微小RNA在早期发育、细胞增殖、凋亡和死亡中发挥重要作用，并在多种癌症中异常表达，因此无创、定量检测 microRNA 对早期癌症诊断至关重要。本文报道了一种基于表面增强红外吸收（SEIRA）的等离激元生物传感器，用于快速、无标记、超灵敏检测 miR-155。该传感器利用超材料完美吸收体（MPA）激发 SEIRA 效应，在 micr...
吞噬细胞通过识别并吞噬入侵微生物以清除感染，但细菌可在低水平下躲避免疫检测，或在被吞噬后于胞内复制。现有吞噬检测依赖流式细胞术或显微镜在大量未感染细胞中搜寻罕见胞内菌吞噬细胞，在研究与临床中均具挑战。本文首次通过变形性检测和显微成像证明，人单核细胞内化不同种类细菌后，其体积增大且刚度升高。基于这些物理差异，作者开发了一种微流控生物传...
世界卫生组织宣布新冠疫情为流行病后，快速诊断试剂盒的重要性再次凸显。本文报道了一种轻便、可现场部署的生物传感器，采用基于纳米孔阵列的等离子体芯片并集成无透镜成像框架，用于病毒无标记检测。该平台利用高量子效率CMOS相机，在光谱调谐至纳米孔阵列等离子体模式的LED均匀照明下，监测纳米孔阵列的衍射场图案。以H1N1猪流感病毒为例，作者成...
开发兼具强电化学发光（ECL）性能和优异成膜性的 ECL 发光体对生物传感应用非常重要。本文提出一种简便的一步法策略，通过共掺杂三(联吡啶)钌(II) Ru(bpy)3^2+ 和(二乙氨基甲基)三乙氧基硅烷 DEAMTES 到原位生成的二氧化硅纳米杂化材料中，合成自增强 ECL 发光体 DEAMTES@RuSiO2。DEAMTES@...
为应对由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的新冠疫情，亟需在各感染阶段均具有高准确性、快速结果和高特异性的诊断方法。本文报道了一种基于无标记纳米等离子体生物传感器的多联筛查方法，可在单一生物传感器平台上定量检测10种新冠相关生物标志物，包括6个病毒核酸基因、2个刺突蛋白亚基以及IgG和IgM两种抗体，检出限达到...
流感病毒在全球范围内季节性流行，快速、准确的检测对疾病防控具有重要意义。传统细胞培养和PCR方法虽然准确，但耗时长、设备复杂，不适合即时诊断。本文报道一种基于仿生修饰纳米柱的光学生物传感器，用于无标记检测甲型流感病毒。采用纳米压印光刻在硅片上制备旋涂玻璃（SOG）纳米柱阵列，柱径150 nm、高300 nm、间距450 nm。多巴胺...
糖链是存在于血清、唾液、尿液等体液中的有前景疾病生物标志物，疾病状态下糖基化机制改变会引起糖链结构细微变化，包括癌症发生。本文详述利用已开发的高灵敏、高选择性电化学阻抗谱（EIS）生物传感诊断平台 NanoMonitor 进行快速、无标记糖链分析的实验方案。该糖传感器基于凝集素对目标糖链的特异性亲和捕获：生物素化凝集素固定在传感器表...
本文设计并制备了一种无标记、超灵敏的锥形光纤（TOF）等离子体生物传感器，用于同时检测五种 microRNA 并表现出良好选择性。该平台将金球纳米颗粒（AuNPs）、金纳米棒（AuNRs）和金三角纳米棱柱（AuTNPs）层压于 TOF 表面，以增强倏逝模与局部表面等离子体共振。透射光谱中的吸收凹陷对应各纳米颗粒的特征共振波长；其中 ...
本文报道了一种无标记、简便的适配体-液晶生物传感平台，用于检测HIV-1糖蛋白gp-120。将适量B40t77 RNA适配体固定于经DMOAP修饰的玻璃载玻片表面，使5CB液晶在表面呈垂直取向。当gp-120与B40t77特异性结合时，表面拓扑结构发生明显变化，破坏液晶的垂直排列，在偏振光学显微镜下表现为由暗到亮的光学转变。该平台不...
基于局域表面等离子共振（LSPR）的生物传感器因可实现无标记、便携、低成本和实时监测多种分析物而受到关注。近年来，该技术结合纳米结构进展，重点用于临床和环境场景中的生化标志物检测。本综述系统总结了 LSPR 生物传感器在检测多种化学物质和生物分子方面的最新进展，并介绍了基于不同纳米结构平台的传感策略，包括溶液相胶体纳米颗粒、平面基底...
本文提出并演示了一种基于等离子体超表面的传感平台，用于检测极低浓度的脱氧核糖核酸（DNA）片段。该平台采用表面增强红外吸收（SEIRA）光谱，并通过多光谱超表面实现：将不同区域设计为“像素”，分别覆盖单一分析物从功能基团区到指纹区的中红外波段。结合适当的生物功能化，可实现对特定分子的无标记、唯一识别。实验验证中，作者在硅芯片上制备大...
基于超表面辅助的太赫兹（THz）实时无标记生物传感器备受关注，但在 THz 波段对强吸收液体样品进行高灵敏度特异性检测仍具挑战。本文将石墨烯与 THz 超表面集成到微流控细胞中，用于高灵敏生物传感。所提出的 THz 石墨烯-超表面微流控平台可有效减少样品溶液体积，并增强生物分子与 THz 波之间的相互作用，从而提高灵敏度。作为概念验...
表面增强拉曼散射（SERS）因高灵敏度和选择性而备受关注。本文报道一种简单种子介导法合成金@银纳米颗粒（Au@Ag NPs），作为多功能生物传感器，用于无标记检测过氧化氢（H2O2）和葡萄糖。Au@Ag NPs 作为超灵敏 SERS 基底，同时具有过氧化物酶样和葡萄糖氧化酶样活性。在 pH 4.0 醋酸钠缓冲液中，葡萄糖和水在 Au...
本文报道了一种无标记且可靠的光电化学（PEC）平台，用于高选择性监测去甲肾上腺素（NE）。该平台通过简单溶剂热策略，将金属铋（Bi）纳米颗粒锚定在空心多孔氧化锌锡（ZnSnO3）微球表面，构建三维 Bi/ZnSnO3 Schottky 结。所设计的 3D Bi/ZnSnO3 光阳极对 NE 表现出独特的阳极光电流响应，能够区分肾上腺...
超材料启发的太赫兹（THz）生物传感器旨在发展高灵敏度、无标记的生物传感策略。然而，溶剂水在太赫兹波段具有强吸收，会掩盖大多数有意义的分子信号；已报道的多数太赫兹生物传感器需要繁琐干燥样品或替换为低吸收介质，从而损害目标分子原始生物活性并影响其分布均匀性。本文提出并制备了一种基于适配体水凝胶功能化太赫兹超材料的分子特异性太赫兹生物传...
Lab-on-Chip 技术有望改变即时诊断领域，但兼容商业化生产的技术尚未确立。Lab-on-PCB 因与电子器件兼容并依托成熟印刷电路板工业制造基础，被视为成本敏感且高规格应用的候选技术。本文首次报道在商业制造 PCB 上以平面布局实现的电解质门控场效应晶体管（FET）DNA 生物传感器。石墨烯墨水被滴铸形成晶体管沟道，肽核酸（...