本文报道了一种基于微腔光纤马赫–曾德尔干涉仪（MZI）的新型无标记光纤生物传感器，并用于DNA检测。该传感器通过标准通信单模光纤（SMF）的大横向偏移熔接制备，形成开放微腔结构，腔内液体样品可改变光路并影响干涉光谱。实验表明，该传感器在折射率（RI）测量中达到−17,905 nm/RIU的高灵敏度。在此基础上，利用3-氨基丙基三乙氧...
本文报道了一种用于检测白介素-6（IL-6）的有机电化学晶体管（OECT）生物传感器。IL-6 是与慢性炎症、炎症老化、癌症及重症新冠感染等多种病理过程相关的重要细胞因子生物标志物。该传感器以聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）栅极为换能界面，通过在其表面电化学沉积金纳米颗粒（AuNP），再对硫醇化适配体...
光子生物传感器近年来取得重要进展，凭借光子共振可实现无标记检测，具有高灵敏度并有望用于即时检测。然而，生物界面及抗体等结合分子的高效、可靠固定仍是关键瓶颈，现有多种功能化方案导致性能差异较大。本文研究了一种基于聚多巴胺（PDA）的简单、稳健表面功能化协议，用于硅基光子生物传感器。该策略受贻贝在潮湿环境中利用多巴胺粘附多种表面的启发，...
抗体生物素化是通过化学修饰抗体上的特定功能基团，将生物素分子连接到抗体上，且不改变其抗原识别特异性的过程。生物素是一种小分子维生素，可与链霉亲和素（streptavidin, STV）形成强而特异的生物素-STV复合物，该相互作用因亲和力高、稳定性强而被广泛用于生物传感器。生物传感器利用抗体、酶或核酸等生物识别元件检测和定量样品中的...
本文报道了一种工作频率为0–3.8 THz的多共振太赫兹（THz）超材料完美吸收体（MPA）生物传感器，用于检测微生物（如真菌、酵母）和小麦农药。该传感器在f1=1.7 THz、f2=2.8 THz、f3=3.2 THz和f4=3.5 THz处实现近100%吸收。设计时使共振器间隙面积与微生物尺寸匹配，并对不同结构参数下吸收峰幅值与...
肿瘤细胞的敏感准确检测对癌症治疗和提高生存率至关重要，但现有方法存在操作复杂、特异性不足和成本较高等局限。本文报道了一种基于太赫兹反谐振空芯光纤（THz AR-HCF）的生物传感器，用于肿瘤细胞的快速、无标记和非破坏性检测。作者通过仿真与实验比较验证了 THz AR-HCF 的低损耗特性，并从多种结构参数中筛选出最适合生物传感的光纤...
本文报道了光纤球端谐振器生物传感器的开发与生物功能化，用于实时检测痘苗病毒（vaccinia virus, VV）。作者制备了多个球端谐振器，并通过硅烷化过程固定两种生物识别元件：靶向 L1R 蛋白的抗 L1R 单克隆抗体和靶向完整 VV 病原体的兔多克隆血清抗体。实验在 10^3 至 10^8 空斑形成单位（PFU）浓度范围内检测...
基于表面声波（SAW）的生物传感器因高灵敏度、实时响应能力和无标记检测而具有独特优势。典型SAW模式为Rayleigh模式和剪切水平（SH）模式。二者在生物传感应用中各有优缺点，通常需要不同基底和器件几何结构才能有效激发。本研究在铌酸锂上研究并表征了SAW谐振器生物传感器所生成的模式及生物传感性能。结果显示，器件同时存在两个典型SA...
草甘膦是全球使用最广泛的除草剂活性成分，年使用量超过100万吨，且预计2022—2029年还将增长4.5倍。其高水溶性（25 ℃下11.6 mg/mL）和外源行为使其成为普遍的水污染物和主要饮用水污染物。本研究旨在开发一种快速、灵敏的草甘膦检测方法。作者将光波导光模光谱（OWLS）技术用于竞争免疫分析中的无标记检测，采用草甘膦特异性...
血液/血清中痕量肿瘤标志物的检测对癌症早期筛查和预后评估至关重要，要求检测方法具有高灵敏度和高特异性。无标记光纤生物传感器为癌症生物标志物的即时检测（POCT）提供了机会，但传统光纤传感器常面临响应性与信号稳定性之间的折中，且复杂制备工艺限制复现和规模化。为此，本研究提出一种结构简单的套索形光纤激光生物传感器，用于血清中癌胚抗原相关...
器官芯片（Organ-on-a-Chip, OoC）系统正成为药物筛选和医学研究中的重要体外分析方法。为实现细胞培养响应的连续生物分子监测，在微流控系统或排液管中进行无标记检测具有前景。本研究将光子晶体平板与微流控芯片集成，作为无标记生物标志物检测的光学换能器，并以非接触方式读出结合动力学。作者利用光谱仪和一维空间分辨数据分析方法，...
本文提出并验证了用于高灵敏生物芯片表面的树状大分子涂层，可增强低分子量生物分子（小分子）的高效吸附，并提高无标记、实时光子晶体表面模式（PC SM）生物传感器的灵敏度。生物分子吸附通过测量光子晶体表面光学模式参数变化来检测。作者详细描述了生物芯片的逐步制备过程。以寡核苷酸作为小分子模型，并在微流控模式下进行 PC SM 可视化检测，...
乳腺癌是女性最常见癌症之一，也是全球女性癌症死亡的第二大原因。本研究提出一种基于向列相液晶固有特性的无标记液晶生物传感器，用于通过人表皮生长因子受体2（HER-2）生物标志物评估乳腺癌。该传感机制以二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵（DMOAP）修饰表面为基础，其长烷基链可诱导液晶分子在界面处呈垂直取向。为增强HER-...
本研究开发了一种具有表面衍射微图案的生物功能化水凝胶无标记生物传感平台。该传感器通过全息记录聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面微结构，并将其转印到水凝胶材料中制备。丙烯酰胺基水凝胶经自由基聚合获得，并加入丙炔丙烯酸酯（PA）作为共聚单体，使巯基化寡核苷酸探针能够通过硫醇-炔光点击化学共价固定于水凝胶网络中。荧光成像表明，PA共聚单体...
当前，利用生物标志物评估体内生理过程已成为癌症预防、治疗和预后的重要手段，其中 CD44 蛋白与其配体相互作用可促进转移过程中的侵袭和迁移，因此快速定量检测 CD44 对及时诊断和治疗具有重要意义。现有 CD44 检测方法多依赖标记试剂且耗时较长。本文开发了一种光纤生物传感器，其球形尖端通过低成本溶胶-凝胶法沉积约 100 nm 厚...
免疫球蛋白检测对免疫分析很重要，如感染病诊断、免疫状态评估和中和抗体浓度测定。然而，多数免疫分析依赖标记方法，限制了生物传感器检出限；且抗原需复杂化学固定，固定浓度难以精确控制，降低重现性。本研究提出一种基于红细胞膜（EM）功能化微悬臂梁纳米机械谐振器的无标记抗体检测方法。该方法利用抗体与红细胞表面寡糖（血型抗原）结合现象。作者建立...
肺癌因诊断延迟而死亡率高、五年生存率低，亟需快速可靠的早期诊断工具。本文报道一种纳米光子学生物传感器，用于在人血浆中直接、实时检测与肺癌相关的 microRNA-21-5p 生物标志物。该传感器基于硅光子双模干涉波导，以无标记方式实现高灵敏度检测，并在人血浆直接检测中表现出有竞争力的检出能力（估计 LOD 为 25 pM）。作者利用...
循环肿瘤细胞（CTCs）是癌症诊断的重要生物标志物。尽管已有多种器件用于从血液中检测、计数和分离CTCs，但部分方法存在需要标记、流程时间长和成本高等缺点。本文提出一种基于“芯片上流体空化（HCOC）”概念的微流控器件，可在数分钟内检测CTCs。其工作原理依赖于不同工作流体通过微流控器件时空化起始所需入口压力的差异；固/悬浮颗粒、液...
本文报道了一种基于功能化 ACE2 的轻微锥形无核光纤（ST-NCF）对 SARS-CoV-2 刺突蛋白进行无标记检测的光学生物传感器。在制备的传感器头中，单模光纤与无核光纤界面处模场直径的突变激发多导模并产生多模干涉（MMI）；轻微锥形区域使 MMI 对周围介质折射率（RI）调制更敏感。研究选取 MMI 光谱中的传输最小值作为传感...
DNA功能化金纳米颗粒已用于生物传感器开发和药物递送等应用，但多核苷酸链对单金纳米颗粒化学界面阻尼（CID）的影响尚未见报道。本研究采用总内反射散射（TIRS）方法测量金纳米棒（AuNRs），揭示胺基（NH2）连接的富鸟嘌呤DNA通过氮原子与金表面相互作用诱导的CID效应，并阐明NH2与DNA之间线性碳链长度（NH2-Cn-DNA，...