Tapered optical fiber sensor for label-free detection of biomolecules.
本文提出一种快速、高灵敏且低成本的锥形光纤生物传感器，可实现生物分子的无标记检测。该传感器利用锥形光纤腰区前两个传播模式之间的干涉效应，通过解调透射光谱的相位偏移来确定结合在锥形表面的生物分子。由于光谱条纹信号尖锐，且生物分子反应区相对较长，传感器表现出快速响应和高灵敏度。为深入理解不同生物分子对传感器的影响，作者对生物层厚度、折射...
High-resolution cantilever biosensor resonating at air-liquid in a microchannel.
本文报道了一种在微通道空气-液体界面共振的高质量敏感微悬臂梁生物传感器。该传感器通过测量目标分子选择性捕获引起的共振频率偏移实现无标记检测；面向液体的一面进行功能化，另一面暴露于空气以提高品质因子。界面共振品质因子为15，比完全浸没液体中提高50%；采用功率调制激光的光热效应激发，并用激光多普勒测速法检测振动。由于该构型，信噪比比完...
Optical microchip array biosensor for multiplexed detection of bio-hazardous agents.
报道一种适用于快速检测多种生物危害因子的光学波导阵列生物传感器。SpectroSens 光学微芯片传感器包含多个空间分离的波导通道，每个通道集成高精度布拉格光栅，对折射率变化敏感；通过在不同传感通道表面选择性固定不同抗体作为生物识别元件，实现多分析物选择性检测。样品中目标抗原与表面固定抗体结合引起局部折射率变化，表现为特定通道反射光...
Vernier-cascade label-free biosensor with integrated arrayed waveguide grating for wavelength interrogation with low-cost broadband source.
近期，廉价绝缘体上硅（SOI）无标记生物传感器已可实现对生物相关分子的快速、准确定量检测，适用于医学诊断与药物开发。然而，虽然传感器芯片可低成本制备，准确监测其透射谱波长偏移通常需要昂贵可调谐激光器。为此，作者将高灵敏度Vernier级联传感器与阵列波导光栅（AWG）光谱滤波器集成，使传感器透射谱被划分为多个波长通道并传输至空间分离...
MEMS biosensor for detection of Hepatitis A and C viruses in serum.
本文报道了一种用于无标记、实时监测分析物并检测生物分子的共振微悬臂梁阵列生物传感器。电镀镍MEMS微悬臂梁经肝炎抗体功能化后，用于检测不同浓度的甲型肝炎病毒（HAV）和丙型肝炎病毒（HCV）抗原；抗原直接加入未稀释牛血清中。所有功能化、孵育和测量均在专门设计的流池液相环境中完成，悬臂梁全程不干燥。驱动与传感均远程实现，因此MEMS悬...
Fiber loop ringdown DNA and bacteria sensors.
本文报道一种基于折射率的光纤环腔衰减倏逝场（FLRD-EF）生物传感器。传感信号为环腔衰减时间常数，利用激光脉冲在光纤环路中多次往返，使检测灵敏度随通过次数增强。传感器头采用部分刻蚀单模光纤，通过倏逝场与外部介质相互作用实现无标记检测。作者演示了三种不同单链DNA和一种大肠杆菌在去离子水溶液中的体相折射率检测，并证明不同DNA因体相...
Cytotoxicity Effects of Amoora rohituka and chittagonga on Breast and Pancreatic Cancer Cells.
癌症化疗药物对正常组织毒性大，因此替代医学受到关注。Amoora rohituka 被认为具有抗肿瘤和抗菌活性。本研究将 Amoora rohituka 与 Amoora chittagonga 茎皮分别用石油醚、二氯甲烷、甲醇或乙醇（EtoAC）分级，评价其对两种乳腺癌细胞（MCF-7、HTB-126）、三种胰腺癌细胞（Panc-...
Ultrasensitive protein detection using an aptamer-functionalized single polyaniline nanowire.
本文报道了一种基于适配体功能化单根聚苯胺（PANI）纳米线的高灵敏、无标记电导生物传感器，用于检测过敏生物标志物免疫球蛋白E（IgE）。单根PANI纳米线通过电子束光刻制备的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）纳米通道内，在预先沉积的金电极之间电化学聚合苯胺原位生长，可精确控制纳米线尺寸与位置。PANI表面丰富的氨基在EDC/NHS存在下与...
Silicon photonic crystal nanocavity-coupled waveguides for error-corrected optical biosensing.
本研究报道了一种基于硅光子晶体（PhC）波导的光学生物传感器，可实现无标记且具有纠错能力的生物检测。该传感器利用与硅光子晶体波导耦合的纳米腔共振模式波长随环境折射率变化而发生偏移的原理进行检测。作者采用有限差分时域（FDTD）方法预测纳米腔结构的光学特性，并通过标准纳米光刻和反应离子刻蚀工艺制备器件。实验结果表明，该结构具有10^-...
Validation of arrayed imaging reflectometry biosensor response for protein-antibody interactions: cross-correlation of theory, experiment, and complementary techniques.
分析技术发展的关键步骤是确认实验响应与其理论框架预测一致，从而对生物传感器进行定量验证，并将其输出信号与被测分析物浓度相关联。本文报道阵列成像反射率（AIR）这一高灵敏无标记生物传感方法的定量响应是探针和分析物性质的可预测函数。作者首先将描述表面探针-分析物相互作用的标准单点 Langmuir 结合模型纳入 AIR 厚度依赖反射率理...
Cantilever array sensors detect specific carbohydrate-protein interactions with picomolar sensitivity.
碳水化合物测序与合成技术的进步揭示了糖组的巨大复杂性，其结构多样性超过蛋白质组和寡核苷酸。要理解糖类的生物学功能，必须鉴定并定量糖类与其他生物分子、尤其是蛋白质之间的相互作用。为此，作者开发了一种基于微悬臂阵列的碳水化合物生物传感器，其传感层由自组装的硫醇端基寡糖单分子层构成，可无标记、实时、选择性地检测碳水化合物-蛋白结合。研究以...
Multiplexed inkjet functionalization of silicon photonic biosensors.
硅光子芯片级生物传感的变革潜力主要受限于无法选择性功能化并利用其高密度集成光学器件。硅生物传感器（如微环谐振器）可常规制备为小于50×50 μm的占位面积，但由于尺寸小和对准要求高，对单个器件进行化学寻址一直是重大挑战。本文描述了一种非接触压电（喷墨）方法，可快速、高效地将生物活性蛋白、糖蛋白和新糖缀合物打印到高密度硅微环谐振器生物...
Transition mode long period grating biosensor with functional multilayer coatings.
本文报道了一种基于工作在过渡模式的叠层长周期光纤光栅（LPG）的无标记生物传感平台。该工作的主要创新在于采用多层设计，将高效表面功能化与包层模过渡区调谐问题解耦。作者发展了一种用于浸涂的溶剂/非溶剂策略，以在LPG上沉积多层透明聚合物。其中，无规聚苯乙烯（PS）初级涂层作为高折射率层，用于将器件工作点调谐至过渡区，从而获得对环境介质...
Evanescent wave absorbance based fiber optic biosensor for label-free detection of E. coli at 280 nm wavelength.
本文报道了一种基于倏逝波吸收（EWA）变化、在280 nm波长下无标记检测病原菌的新型光纤生物传感器。将去包层光纤弯成U形结构可增大倏逝场穿透深度，从而提高探针灵敏度。作者利用细菌细胞或特异性结合在传感器表面的生物分子在紫外区固有的光学吸收特性，使U形光纤探针产生增强的EWA响应，并据此实现病原菌检测。实验采用便携式光学系统，包括2...
Interdigitated capacitive biosensor based on molecularly imprinted polymer for rapid detection of Hev b1 latex allergen.
本文报道了一种基于表面分子印迹聚合物（MIP）与互指电容（IDC）换能器相结合的无标记乳胶过敏原检测方法。以橡胶手套中提取的Hev b1为模板，将甲基丙烯酸（MAA）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）和N,N'-二羟基乙撑双丙烯酰胺（DHEBA）共聚物涂覆于IDC微电极表面，形成水溶性印迹识别层，可避免蛋白变性。该传感器在pH 7.4缓...
Label-free assessment of high-affinity antibody-antigen binding constants. Comparison of bioassay, SPR, and PEIA-ellipsometry.
高亲和抗体–抗原结合参数的测定对治疗性抗体筛选、牛体内激素检测及临床免疫分析很重要。无标记测定常将一种结合伙伴固定在生物传感器芯片上，再监测另一伙伴的结合平衡；但当解离常数达皮摩尔或更低时，平衡时间过长，只能分析吸附/解离动力学。本文评估一种新方法：沉淀增强免疫检测–椭偏仪（PEIA-ellipsometry），利用溶液中结合平衡比...
Aptamer arrays.
在不到40年的发展中，适配体已在生物传感器开发中确立重要地位。适配体与核酸探针化学性质相近，可针对大小和组成多样的靶标进行体外筛选，因而成为替代抗体的理想捕获元件。凭借化学结构简单、合成与修饰方便、批次差异小以及可逆变性等特性，适配体已成功整合到多种创新传感方案中。将适配体引入现有微阵列技术后，已报道多种检测策略，包括荧光报告基团的...
Label free detection of CD4+ and CD8+ T cells using the optofluidic ring resonator.
本文报道了一种基于光流控环谐振器（OFRR）的无标记检测方法，用于检测CD4+和CD8+ T淋巴细胞完整细胞以及CD4+ T淋巴细胞裂解物。OFRR传感平台将微流控与光子学相结合，利用环谐振器中的低损耗回音壁模式（WGM）倏逝场监测微流控通道内折射率变化，具有样品用量小、检测时间短的特点。实验中从健康人全血中分离白细胞，并将浓度调整...
Real-time cancellation of temperature induced resonance shifts in SOI wire waveguide ring resonator label-free biosensor arrays.
本文首次系统研究了基于硅线波导环形谐振器的无标记生物传感器阵列中温度诱导谐振偏移的实时抵消方法。作者采用一个由 SU8 或 SiO2 包层保护的参考谐振器来追踪温度变化，该参考环与传感环位于同一微流控通道中，但被较厚包层光学隔离，使其对流体折射率变化不敏感而保持良好热接触。在稳态条件下测量了水溶液中谐振器的温度依赖关系，并讨论了波导...
Experimental characterization of a silicon photonic biosensor consisting of two cascaded ring resonators based on the Vernier-effect and introduction of a curve fitting method for an improved detection limit.
本文研究了一种由两个级联环形谐振器构成的折射率生物传感器，其工作原理类似游标卡尺（Vernier 效应）。该器件在绝缘体上硅（SOI）平台制备，两个环形谐振器具有不同光学往返长度，其中一个传感环暴露于环境折射率变化，另一个滤波环被厚氧化层屏蔽。当传感环有效折射率改变时，其谐振波长发生微小移动，经级联后在透射谱中形成周期性包络峰，包络...