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...
本文报道了一种具有悬挂蜂窝纳米线（SHNW）结构的高性能离子敏感场效应晶体管（ISFET）。与悬挂直纳米线（SSNW）相比，SHNW 可提供更长且不易发生粘附的沟道，有利于实现全栅（gate-all-around, GAA）生物传感器。作者采用自上而下工艺制备了 SHNW、SSNW 和位于基底上的常规纳米线（CNW）ISFET，并比...
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...
本研究展示了一种将纳米结构集成到电学平台表面以实现心脏生物标志物肌钙蛋白T（troponin-T）超灵敏检测的可行性。作者改进聚合物微接触印刷技术，以印刷电路板为模具，将金纳米颗粒（AuNPs）转移到光刻制备的微电极图案玻璃基底上；微电极用于电化学阻抗谱（EIS）测量。利用硫基交联分子将特异性捕获肌钙蛋白T的抗体功能化到金纳米颗粒表...
本文综述了基于无源和/或有源器件与电路的射频（RF）生物传感器，重点讨论用于检测生物素-链霉亲和素、DNA杂交、免疫球蛋白G（IgG）和葡萄糖等多种生物分子的射频传感方案。文章指出，引入碳纳米管（CNT）、氧化石墨烯（GO）、磁性纳米颗粒（MNP）和金纳米颗粒（AuNP）等纳米材料，以及多种传感结构，可增强射频生物传感器的性能。此外...
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...
本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）平台的高灵敏无标记生物传感器的制备及其用于检测最具毒性且最常见的食品毒素黄曲霉毒素B1（AFB1）的研究结果。采用电化学阻抗谱（EIS）进行无标记检测，并通过电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射（XRD）、紫外-可见光谱和EIS对GO/Au及anti-AFB1/GO/Au电极进行结构与光学表征。免疫电...
本研究开发了一种基于表面等离子共振（SPR）生物传感器与聚合延伸反应相结合的无标记、高灵敏点突变检测方法。将3'-巯基化DNA探针通过分子自组装固定于传感表面。在野生型目标序列存在时，引物可被DNA聚合酶选择性延伸形成双链DNA；而突变型目标序列在引物3'端存在单个碱基错配，不能被延伸。因此，延伸反应产物可与固定在传感表面的捕获探针...
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...
本文报道了一种微型化、局域表面等离子共振（LSPR）耦合光纤（FO）纳米探针生物传感器，可实现对癌症蛋白生物标志物游离前列腺特异性抗原（f-PSA）的无标记灵敏检测。该传感器基于可重复使用的介电-金属混合界面 LSPR，在光纤端面通过电子束光刻（EBL）和金属抬升工艺直接制备稳健的金纳米盘阵列。检测中，小鼠抗人 PSA 单克隆抗体作...
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...
本文以社论形式展望碳纳米管（CNT）纳米生物传感器在普遍实时生物筛查系统中的潜力。传统生物传感器通常由靶标、传感基质和换能器组成，但存在标记步骤耗时、器件缩小后信号下降以及难以重复使用等限制。CNT 具有半导体性质，可在两电极间形成电学通道；在通道表面修饰受体后，靶标分子结合会改变受体-靶标复合物的电荷状态，进而改变 CNT 周围电...
本文报道了一种无标记、实时的纳米孔传感方法，用于检测炭疽毒素组分——炭疽致死因子（anthrax lethal factor, aLF）的特征DNA片段。该方法以未标记互补单链DNA（cDNA）为分子探针，在工程化α-溶血素（αHL, M113F）蛋白纳米孔中监测目标aLF DNA与探针杂交形成的双链DNA转位事件。由于双链DNA在...
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...
硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）因高灵敏度、选择性、实时和无标记检测能力，已成为生物分子传感的重要平台。本文综述了 SiNW-FET 生物传感器的工作原理、表面功能化方法以及灵敏度提升策略。首先，SiNW 作为半导体沟道，源极和漏极电极形成电流通道，栅极用于调制沟道电导；生物受体固定于 SiNW 表面后，目标分子结合引起表面...
硅纳米线（SiNWs）具有独特的电子性质和微型化尺寸，适用于生物分子的无标记、实时和高灵敏检测。基于 SiNWs 的传感器以场效应晶体管（FET）方式工作，可通过自上而下或自下而上方法制备。制备技术的进步使 SiNWs 的理化性质和电子性质可控，为 SiNW-FET 探针与细胞内环境界面化提供了可能。Debye 屏敝长度是决定 Si...
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...
本文报道一种基于微流控芯片电泳与适配体-羧基荧光素/氧化石墨烯能量转移相结合的高通量、平行光学传感平台。该平台采用单一颜色荧光探针，通过氧化石墨烯对5'-FAM标记单链适配体荧光的超强猝灭，以及目标蛋白结合后适配体从氧化石墨烯表面释放引起的荧光恢复，实现无标记多蛋白检测。微流控芯片采用等电聚焦-毛细管区带电泳二维分离结构，将不同蛋白...
肝癌是全球常见恶性肿瘤之一，晚期缺乏有效治疗手段，早期诊断仍是重大挑战。本文报道了一种基于适配体的无标记电化学生物传感器，用于灵敏检测肝细胞癌 HepG2 细胞系。该传感器采用 TLS11a 适配体共价固定于金电极表面，并与二级 TLS11a 适配体形成夹心结构，从而捕获目标细胞。TLS11a 适配体作为识别层，使传感器对 HepG...