本文报道了一种基于高空间分辨率成像椭偏仪（imaging ellipsometry, IE）的禽流感病毒H5亚型检测方法。将特异性识别H5血凝素的单克隆抗体固定于硅片表面，用于捕获病毒颗粒；病毒结合后引起的表面变化可在成像椭偏仪灰度图像中直接可视化。该研究采用微流控多细胞微阵列，并通过蛋白A与抗体Fc片段相互作用实现单克隆抗体4A4...
微悬臂梁生物传感器近年来被提出作为高灵敏质量检测器，但关于其精度与特异性的研究较少。本文测量了作者悬臂梁系统的重复性与再现性，并提出将第一与第二振动模式的结果相结合以提高测量精度。随后，作者针对肿瘤进展潜在标志物血管生成素-1（Angiopoietin-1, Ang-1）优化了两种生物识别设计：基于受体的 Tie-2/Fc–Ang-...
本文提出一种可独立测定液体折射率（RI）的高精度光学生物传感技术。该传感器利用光子晶体表面波（PC SW）检测生物活性表面上的结合事件，同时通过独立记录全反射临界角直接、无模型依赖地获得液体折射率，从而将表面吸附层厚度变化与液体体积折射率变化分开。作者以生物素与链霉亲和素单层的结合为模型体系，在低浓度和高浓度生物素条件下验证了该技术...
本研究采用溶胶-凝胶浸涂法制备SiO2-TiO2复合薄膜，用作光学DNA生物传感器的光纤导波层，并在固定前对薄膜的化学结构与表面形貌进行表征。将单链探针DNA固定于薄膜表面，并测定杂交前薄膜的孔隙率；利用Metricon 2010棱镜耦合仪测量薄膜折射率，每个薄膜取12个不同位置测量并计算平均值与标准差。固定单链DNA后折射率升高，...
高通量筛选是药物发现中识别先导化合物的重要手段，但小分子库中相当比例的化合物具有聚集行为，常因非特异性结合靶蛋白而在多种筛选实验中产生假阳性。因此，高效识别并剔除筛选库中的聚集化合物可简化筛选流程。本文报道利用光子晶体（PC）光学生物传感器微孔板技术识别和定量小分子聚集。作者测试了一组已知聚集剂、非聚集剂及疑似聚集化合物，并将 PC...
本文报道了一种用于多路复用、实时、无标记分子检测的硅光子线波导生物传感器阵列芯片。该芯片与商用自动点样工具兼容，并单片集成了用于样品输送的微流控通道。每个阵列传感元件为1.8 mm长的螺旋波导，折叠在130 μm直径的区域内，并纳入平衡马赫-曾德尔干涉仪，具有近温度无关的响应。传感器按400 μm间距网格排列，通过级联1×2光功率分...
乳腺癌生物标志物CA15-3在人血清中的灵敏、特异检测，是评估临床治疗效果和预测乳腺癌复发的重要环节。本研究开发了一种光流控环谐振器（OFRR）传感器及相应检测方案，用于无标记检测CA15-3，无需额外信号放大步骤。通过优化表面封闭方法，有效降低了血清蛋白的非特异性吸附。作者首先在磷酸盐缓冲液（PBS）和胎牛血清（FCS）中表征了传...
本研究将二氧化钛（TiO2）薄膜沉积在光寻址电位传感器（LAPS）表面，用于DNA分子的无标记检测。为评估紫外（UV）处理对TiO2薄膜经3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTS）硅烷化水平的影响，作者用异硫氰酸荧光素（FITC）标记固定在TiO2薄膜上的APTS末端氨基。结果表明，在严格控制条件下，UV照射区域的TiO2薄膜硅烷化水平高...
本文报道将等离子体纳米光栅结构集成到商用半导体激光二极管封装输出窗口，构建微型化化学/生物传感器原型。采用 SANYO DL-3147-031 TO-5.6 封装，650 nm 激光，在输出窗口沉积 220 nm 金膜并用聚焦离子束铣削制作周期约 330 nm、宽度约 70 nm 的纳米光栅。通过监测封装内置光电二极管的反射信号和外...
C-反应蛋白（CRP）是反映炎症和心血管疾病风险的潜在生物标志物。本研究开发了一种新型电容式生物传感器，用于检测CRP抗原。该传感器以纳米晶金刚石（NCD）薄膜为介电层，在其表面制备金叉指电极（GID）构成电容器。GID表面通过3-巯基丙酸自组装单分子层和EDC/NHS化学共价固定CRP抗体，并用傅里叶变换红外光谱和接触角测量确认固...
本文报道了一种集成、低成本、无标记光子波导生物传感器系统，具有多分析物检测能力，基于商用CMOS硅光子集成电路实现，并用纳米薄膜进行了验证。局部倏逝场阵列耦合（LEAC）生物传感器基于一种与其他倏逝场传感器根本不同的新物理现象：生物纳米膜在波导上表面形成，使局部折射率升高，从而对耦合到波导下方埋置光电探测器阵列的倏逝场产生局部调制。...
本文报道了一种基于局部表面等离子共振（LSPR）光谱的原型纳米颗粒生物传感器，用于检测药物与人膜结合细胞色素P450 3A4（CYP3A4）的结合。CYP3A4是人体内药物和外源物代谢的关键酶，但因其易聚集，在溶液和表面研究中难以保持功能稳定。作者利用可溶性纳米膜双分子层盘（Nanodisc）将单体CYP3A4功能稳定地固定在由纳米...
本文报道了一种基于金纳米颗粒局域表面等离子共振（LSPR）性质、与微流控芯片集成的低成本生物传感器，可实现生物分子相互作用的无标记实时监测。该传感器采用新型四象限检测方案，连续测量穿过纳米颗粒修饰传感表面的透射光变化；以绿色发光二极管（LED）为光源并结合四象限检测，获得10^-4折射率单位（RIU）的分辨率，性能与传统LSPR生物...
生物自组装涉及多种生物分子相互作用，识别缺失结合伙伴对理解特定生物功能至关重要。本文报道了一种基于倏逝场耦合波导模式（EFC-waveguide-mode）的纳米生物传感器，用于实时监测表面辅助的生物分子组装过程。该传感器由SiO2玻璃基底、单晶Si层和热生长SiO2波导层构成，波导表面经高能Au离子轰击和HF蒸气刻蚀形成纳米孔，以...
本文报道了一种基于等离子体金纳米颗粒与二氧化硅/硅（SiO2/Si）光子薄层多层结构的干涉局域表面等离子共振（iLSPR）纳米结构，并通过实验反射光谱和数值模拟对其光学传感特性进行分析。该结构将约50 nm厚的金纳米颗粒单层固定在约500 nm厚的SiO2/Si基底上，使金纳米颗粒的局域表面等离子共振与SiO2/Si界面形成的Fab...
本章系统介绍共振镜（resonant mirror, RM）生物传感器的原理、仪器、表面固定化化学、动力学测量及典型应用。RM 是基于漏波导的光学生物传感器，由高折射率棱镜、低折射率间隔层和单模波导层构成，利用倏逝场探测传感表面折射率变化。当溶液中的分析物与固定在波导表面的生物特异性配体结合时，表面质量与局部折射率改变，使共振角或共...
病原体的快速检测与鉴定对减少疾病传播具有重要意义。本研究开发了一种基于成像椭偏仪（BIE）的无标记、多路生物传感器，用于检测噬菌体M13KO7。硅片表面经醛基修饰，并通过微流控系统使蛋白质以阵列形式在硅片表面均匀、同时图案化。亲和素（avidin）被固定在表面，利用亲和素与生物素的高亲和力实现生物素标记抗M13抗体（Bio-GP3）...
本文报道了一种基于旋转光盘的生物传感器平台 BioDVD。该平台利用数字多功能光盘（DVD）光学系统，通过检测由多层薄膜结构反射光的光干涉信号变化来无标记监测生物分子相互作用。传感器由介电层、金属层和光学相变薄膜构成，利用厚薄两层金膜之间形成的驻波以及相变层对光学干涉腔的调控，使反射光强度对传感表面微小折射率变化高度敏感。作者在该平...
本文报道了一种基于纳米多孔硅（nano-porous silicon, npSi）表面与白光干涉技术相结合的无标记生物传感器平台，用于实时监测生物分子相互作用。该平台通过检测蛋白结合引起的多孔硅/流体界面折射率变化，将光谱波长偏移转换为光程差（OPD）信号，OPD变化与表面结合蛋白质量成正比，因此可用于蛋白-蛋白和蛋白-DNA相互作...
理解介导细胞-基底和细胞-细胞黏附的分子相互作用动态过程，对阐明多种由细胞间通讯驱动的生理过程具有重要意义。本文利用声波生物传感器研究并表征细胞结合膜蛋白与表面固定配体之间的特异性相互作用，以MHC I类HLA-A2蛋白与抗HLA-A2单克隆抗体结合为模型体系。以振幅变化测量的声学信号能量被发现直接依赖于器件表面形成的HLA-A2/...