本文开发了一种基于仿生纳米通道的简易传感装置，用于无标记、超灵敏且高序列特异性地检测 DNA。探针 DNA 通过层层自组装（LBL）固定在纳米通道内壁上；固定完成后，通过监测杂交发生时整流离子电流的变化实现 DNA 检测。由于纳米通道具有三维纳米尺度环境，其特殊几何结构显著增加了通道内壁可用于固定探针分子的表面积，并扩大了探针与目标...
光学生物传感器通过光场与生物识别元件相互作用实现检测，具有直接、实时、无标记、高特异性、高灵敏度、小型化和成本效益等优势，在医疗、环境和生物技术领域快速发展。本文对光学生物传感器进行简要分类，阐述其基本工作原理，并总结其在生物分析中的应用。重点介绍应用最广泛的表面等离子共振（SPR）生物传感器，包括SPR成像（SPRi）和局域表面等...
依赖物理或化学测量的生物传感器易受非特异性相互作用干扰，尤其当痕量分析物与高丰度无关分子发生结合时会产生假阳性。抗体因高特异性常被用作识别元件，但其在无机表面固定后常失活，且存在批次差异、长期供应和表位限制等问题。本文综述了已成功用于电学与微机械生物传感器平台的非抗体结合蛋白，包括Affimer结合蛋白、肽适配体、Affibody、...
本文报道了全球首个基于忆阻效应与 DNA 适配体的电化学生物传感器，旨在为癌症诊断提供一种全新方法。研究采用亲和识别策略，利用 DNA 适配体检测前列腺特异性抗原（PSA）。功能化于忆阻硅纳米线表面的适配体使器件呈现滞回特性，从而实现无标记、超灵敏的生物检测。作者以 PSA 作为前列腺癌标志物模型靶标，证明该传感器可将 PSA 检出...
本文报道了一种基于增强交流电动力学（ACEK）的电容生物传感器，用于快速检测和定量水环境中天然微生物细胞丰度。传统微生物计数方法常需荧光标记、较长孵育或专用仪器，而电容传感具有低成本、无标记优势，但其在环境样品中的适用性尚不充分。作者以硅基叉指微电极为换能器，利用 100 kHz 交流电场诱导微生物细胞介电泳富集至电极界面，通过阻抗...
生物分子检测性能与生物传感器界面结构密切相关，界面结构深刻影响生物分子组装、结合和信号转导的热力学与动力学。本文报道了一种一步、无模板的电极上合成方法，在氧化铟锡（ITO）基底上制备形貌可控的金纳米结构，用于核酸的电化学超灵敏检测。所制备的层级花状金纳米结构（HFGNs）具有较大比表面积，可高效负载 DNA 探针并促进后续杂交检测。...
单核苷酸多态性（SNP）是多种人类疾病的遗传标志，高特异、高灵敏的 SNP 检测对个性化医疗至关重要。现有 DNA 测序与 SNP 检测多依赖酶法或荧光标记，流程耗时、成本高且需实验室设备；已报道的电学电荷型 SNP 检测器特异性和准确性不足。本文提出在石墨烯场效应晶体管（graphene FET）上构建基于 DNA 链置换的双链探...
本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）的无标记超灵敏电化学阻抗生物传感器，用于检测糖蛋白。该传感器将刀豆蛋白A（Con A）凝集素直接共价固定于GO修饰的玻璃碳电极表面，无需聚合物修饰层。作者比较了保留亲水性氧化碎片（OD）的GO与经碱洗去除OD的GO（GObw），发现OD可显著提高凝集素界面功能与灵敏度：GO基传感器灵敏度为(8.4...
本文报道了一种超灵敏、无标记的 DNA 生物传感器，采用完全芯片集成的卷曲纳米膜微电极，通过互补 DNA 链杂交选择性检测禽流感病毒 H1N1 亚型 DNA，检测限达阿托摩尔（aM）水平，这是无放大微型化传感器中前所未有的水平。基于该卷曲电极的阻抗法 DNA 检测相比平面电极具有四个数量级的灵敏度提升。研究发现，该器件的阻抗响应与其...
结直肠癌在早期发现时可治愈，但现有筛查手段多具创性或特异性不足。肿瘤出现时免疫系统产生的循环自身抗体已成为癌症临床前诊断的重要生物标志物。本文报道一种基于金纳米盘局域表面等离子共振（LSPR）的无标记纳米等离子体生物传感器，用于直接检测人血清或血浆中结直肠癌相关肿瘤相关抗原（TAA）自身抗体，包括抗GTF2b和抗EDIL3抗体。传感...
本文报道了一种基于硅基高对比度光栅（HCG）谐振器的无标记光学生物传感器，用于疾病生物标志物的快速定量检测。该器件采用表面法向耦合结构，具有约500 pm的窄共振线宽、约3000的品质因子和约418 nm/RIU的折射率灵敏度，能够灵敏响应表面配体结合引起的界面性质变化。通过马来酰亚胺-巯基共价化学将抗体固定于HCG表面，抗原结合后...
利什曼原虫的准确鉴定对利什曼病的诊断和临床研究具有重要意义，但现有流行病学和临床方法不足以直接鉴定病原体。本研究通过沉淀法合成磁性钴锌铁氧体量子点（Co0.5Zn0.5Fe2O4 QDs），并采用物理化学方法表征。将 QDs 用作电极修饰材料，直接固定 24 碱基特异性单链 DNA 探针（p-ssDNA），构建无标记、无 PCR 的...
β-淀粉样蛋白（Aβ）肽是阿尔茨海默病（AD）患者脑内老年斑的主要成分。Aβ单体（AβMs）可聚集成小分子可溶性寡聚体（AβOs），进而重排组装为长纤维（AβFs）。由于可溶性AβOs对神经突触毒性高且在AD患者脑内浓度高，已被视为AD诊断的可靠分子标志物。本文报道了一种基于金纳米颗粒（AuNPs）对CdTe量子点（QDs）荧光的内...
本文报道了一种基于表面等离子共振成像（SPRI）技术选择性测定层粘连蛋白-5（laminin-5）浓度的生物传感器新方法。该传感器以兔多克隆抗体与 laminin-5 的特异性结合为基础，通过无标记方式实时监测金膜表面生物分子相互作用。优化后，传感器的分析动态响应范围为 0.014–0.1 ng/mL，检出限为 4 pg/mL。研究...
本文报道了一种用于复杂介质中快速检测蛋白生物标志物的等离激元生物传感器。临床血清样本采用一种新型生物界面架构进行分析，该架构基于聚[(N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺)-co-(羧基甜菜碱甲基丙烯酰胺)]（poly(HPMA-co-CBMAA)）聚合物刷，并在刷上功能化生物受体。该生物界面在功能化后仍表现出优异的抗污能力，从而首次利用...
生物标志物监测对疾病的早期发现、快速干预和降低发病率至关重要。本研究报道了多晶硅纳米线场效应晶体管（pSNWFETs）的制备，并将其用作生物标志物检测的生物传感器件。文中给出了基于 pSNWFET 进行化学与生物分子传感的实验方案。pSNWFET 的源/漏通道电导对硅纳米线（SNW）表面环境变化敏感，因此通过在 SNW 表面固定生物...
回音壁模式（WGM）微谐振器因高品质因子（Q）而具有高分辨率，可用于病毒、DNA和蛋白等生物目标的实时无标记检测。生物传感器还需具备选择性，因此需在其表面固定能特异性结合目标生物分子的配体。本文采用WGM微盘作为生物传感器检测金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）。微盘表面用噬菌体蛋白LysK进行功能化，该蛋白...
本文提出一种用于无标记生物传感的导引布洛赫表面波共振（GBR）构型。GBR通过亚波长光栅的一阶衍射与一维光子晶体（PhC）平板和生物溶液界面处的布洛赫表面波（BSW）耦合而实现。除支持BSW模式外，光子晶体还提供设计自由度，可同时提高共振品质并降低共振谱的边带透射。低边带与高品质特征，加上BSW模式与生物溶液强烈重叠带来的大灵敏度，...
本文报道了一种简便的无标记电化学发光（ECL）生物传感器，用于特异性检测金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）。该传感器基于免疫球蛋白G（IgG）Fc区与金黄色葡萄球菌细胞壁蛋白A（SPA）之间的特异性结合。羧基石墨烯（carboxyl graphene, CG）具有较大比表面积和优异电子...
基于光纤的表面等离子共振（SPR）生物传感器是一种先进的无标记光学传感方法，已在多种化学与生物物种检测中取得重要进展。本综述系统总结了棱镜、光栅、波导和光纤四种SPR传感构型，并比较了通过衰减全反射（ATR）和衍射两种途径激发表面等离子体的机制。文章进一步描述了直形、U形弯、锥形及其他光纤探针的几何设计，指出弯曲和锥形结构可增强倏逝...