Whispering-Gallery Mode Resonators for Detecting Cancer.
光学谐振器以其高灵敏度和快速响应时间著称，在生物医学领域具有广泛应用，癌症检测是其中一项有前景的应用。当前癌症诊断仍存在成本高、侵入性强和耗时长等局限，亟需新技术突破。光学谐振器的高灵敏度有助于在疾病早期进行医学检测。本文阐述回音壁模式（WGM）和环形光学谐振器的基本原理，并补充癌症生物标志物诊断相关知识，讨论光学谐振器用于特定生物...
InP Nanowire Biosensor with Tailored Biofunctionalization: Ultrasensitive and Highly Selective Disease Biomarker Detection.
电活性场效应晶体管（FET）生物传感器在生命科学中具有重要价值，可提供直接、快速、高灵敏的无标记生物分子检测。本文系统研究了基于乙醇胺（EA）和聚乙二醇（PEG）衍生物涂层的表面功能化及生物标志物共价固定策略，并与传统硅石单体方法比较，以提高纳米线 FET 生物传感器的灵敏度和分子选择性。通过定量荧光显微镜、原子力显微镜和开尔文探针...
Field-Effect Transistor Biosensor for Rapid Detection of Ebola Antigen.
埃博拉病毒可传播高传染性且常致死的人类疾病，目前尚无特效抗病毒治疗，因此快速、准确、早期诊断埃博拉病毒病（EVD）对公共卫生防控至关重要，尤其在资源有限且疾病流行的地区。本文报道了一种基于还原氧化石墨烯（rGO）的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于实时检测埃博拉病毒抗原。该传感器利用石墨烯基材料的半导体特性，在源漏电极之间形成导...
Copper Induced Conformational Changes of Tripeptide Monolayer Based Impedimetric Biosensor.
铜离子在生物过程中起重要作用，其浓度异常与多种疾病相关，因此可作为诊断靶标。现有铜离子监测多依赖昂贵、非便携且操作复杂的仪器。本文报道一种无标记、高灵敏的电化学离子检测生物传感器，基于甘氨酸-甘氨酸-组氨酸（Gly-Gly-His，GGH）三肽自组装单层与 Cu2+ 的螯合作用。作者通过合成硫辛酸-GGH 偶联物（Lpa-GGH），...
Nanopore biosensor for sensitive and label-free nucleic acid detection based on hybridization chain reaction amplification.
本文提出一种基于杂交链式反应（HCR）信号放大的无标记纳米孔生物传感器，用于检测 DNA 靶标。该传感器以多孔阳极氧化铝（AAO）膜为纳米孔换能器，膜表面通过氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和磺基琥珀酰亚胺基-4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸酯（Sulfo-SMCC）固定 5'-巯基 DNA 捕获探针。靶标 DNA/mR...
Simultaneous label-free screening of G-quadruplex active ligands from natural medicine via a microfluidic chip electrophoresis-based energy transfer multi-biosensor strategy.
快速筛选活性化合物对复杂天然药物的研究与开发至关重要。本文报道了一种基于选择性适配体-羧基荧光素/氧化石墨烯能量转移光学传感器，并结合微流控芯片电泳分离的同时无标记多药筛选新方法。研究选择七种传统中药单体作为G-四链体配体筛选对象。筛选结果显示，大豆苷元、盐酸小檗碱、盐酸药根碱和防己诺林碱为G-四链体活性配体，栀子苷和苦参碱为非活性...
Label-free detection of bovine serum albumin based on an in-fiber Mach-Zehnder interferometric biosensor.
本文提出并实验验证了一种基于光纤马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的无标记光学纤维生物传感器，用于检测牛血清白蛋白（BSA）浓度。该传感器在单模光纤内构建微腔，使入射光分为光纤芯导模和微腔模式，两束光重新叠加形成干涉。外部介质可通过连接微腔与光纤表面的微流道直接进入微腔，与光纤芯信号相互作用。器件采用飞秒激光微加工和化学刻蚀制备。该光纤干...
High-sensitivity DNA biosensor based on microfiber Sagnac interferometer.
无标记核酸检测利用光纤换能器，避免了传统检测中昂贵的荧光标记步骤，但其灵敏度受换能器设计与构型限制。本文提出一种高灵敏度无标记光纤生物传感器，采用高双折射（Hi-Bi）椭圆石英微光纤的偏振干涉特异性检测DNA分子。微光纤Sagnac干涉仪将目标单链DNA（ssDNA）浓度的微小变化转换为偏振干涉光谱的波长漂移。传感器对100 pM至...
Design of a New Ultracompact Resonant Plasmonic Multi-Analyte Label-Free Biosensing Platform.
本文报道了一种用于选择性无标记检测蛋白质生物标志物的超紧凑共振等离子体多分析物生物传感平台的设计。该平台由多个基于等离子体纳米腔的生物传感器组成，每个传感单元采用沉积在二氧化硅/硅绝缘体（SOI）基底上的周期性金属结构，形成金属-绝缘体-金属（MIM）波导中的布拉格光栅缺陷腔。光被强烈限制在约1.57 μm²的极小区域内，以增强光与...
Top-down nanofabrication of silicon nanoribbon field effect transistor (Si-NR FET) for carcinoembryonic antigen detection.
肿瘤标志物的敏感、定量检测对癌症诊断及后续治疗至关重要。基于场效应晶体管（FET）的纳米生物传感器具有无标记、实时、高灵敏和直接电学读出等优点。本文提出并实现了一种自上而下制备的硅纳米带FET（Si-NR FET）生物传感器，用于肿瘤标志物检测。与自下而上方法相比，自上而下工艺可精确控制硅FET的宽度和长度，从而调控其电学性能。该S...
A Label-Free Fluorescent Array Sensor Utilizing Liposome Encapsulating Calcein for Discriminating Target Proteins by Principal Component Analysis.
开发了一种新型无标记荧光阵列生物传感器，用于区分目标蛋白的种类和浓度。该传感器采用多种不同磷脂脂质体包裹荧光分子钙黄绿素，利用荧光分子经脂质体膜渗漏的差异来调节脂质体与靶蛋白之间的相互作用。与传统带标记荧光阵列传感器相比，该方法提出了一种基本新的无标记荧光传感策略。研究证实，当钙黄绿素受扰动脂质膜影响从脂质体内部渗漏时，其荧光发射强...
Novel electrochemiluminescence of silver nanoclusters fabricated on triplex DNA scaffolds for label-free detection of biothiols.
金属纳米团簇的电化学发光（ECL）因生物相容性好、电催化活性高而受到关注。以DNA为模板合成银纳米团簇（AgNCs）可调控其物理性质。三链体DNA已被证明可用于位点特异性、均一且高稳定AgNCs的制备。本文进一步研究三链体模板AgNCs的ECL性质及其生物传感应用。通过合理设计DNA序列，AgNCs可在三链体DNA的CG.C+位点预...
Design rules for combined label-free and fluorescence Bloch surface wave biosensors.
本文报道了一类可同时实现无标记（label-free, LF）与荧光（fluorescence, FLUO）检测的光学生物传感器。该传感器利用在一维光子晶体（1D-PC）截断界面激发的 Bloch surface waves（BSW）作为换能机制，并在带微光学窗口的注塑有机基底上制备。作者设计了两种 1D-PC 生物芯片，分别具有较...
Gold-silver alloy semi-nanoshell arrays for label-free plasmonic biosensors.
本文采用纳米球光刻（NSL）结合反应离子刻蚀（RIE）制备六角有序金-银（Au-Ag）双金属半纳米壳阵列（SNSA），用于无标记等离子体生物传感。通过调节 RIE 时间可控制相邻半纳米壳之间的横向电磁耦合，在间隙处形成近场热点，从而增强整体等离子体响应并提高传感器灵敏度。作者采用成熟的受体-配体方案，以生物素-链霉亲和素（Bioti...
Peptide-Mediated Nanopore Detection of Uranyl Ions in Aqueous Media.
铀是环境中常见的放射性污染物之一，也是核材料生产中的主要物质。土壤和地下水等环境样品可反映设施内部铀生产活动的特征，因此开发面向水相介质中铀的便携式分析技术，对环境监测和核不扩散均具有重要意义。本文报道了一种基于纳米孔的无标记铀酰离子（UO2^2+）检测方法。该方法通过监测肽探针在纳米孔中的转位事件来识别铀酰离子：在不存在铀酰离子时...
Photonic-plasmonic hybrid single-molecule nanosensor measures the effect of fluorescent labels on DNA-protein dynamics.
研究分子相互作用通常需将目标分子标记荧光报告基团，但荧光标记对分子动力学的影响长期缺乏替代方法而难以量化。本文开发了一种光子-等离子体混合“天线在纳米腔”单分子生物传感器，用于在无荧光标记条件下实时研究DNA-蛋白相互作用。该传感器基于硅基光子晶体纳米梁腔与金纳米颗粒天线构成的混合模式，兼具高Q因子和极小模式体积，可检测单个DNA与...
Optimal design of nanowire field-effect troponin sensors.
本文提出一种基于纳米线的亲和型生物传感器设计策略，用于在生物样品中传感并测量生物标志物浓度。与常规生物传感器相比，此类传感器在检出限、响应时间、成本和尺寸方面表现出更优性能，但影响器件性能的参数较多，必须加以确定。为求解该设计问题，作者发展了一个基于随机输运方程的综合模型，使传感行为的优化成为可能。该模型面向纳米线场效应生物传感器，...
Structural and functional study of a simple, rapid, and label-free DNAzyme-based DNA biosensor for optimization activity.
过氧化物酶模拟DNAzyme可通过自组装形成G-四链体并表现出类过氧化物酶活性，与蛋白质相比成本更低、稳定性更高，适用于无标记生物传感器构建。本研究以PW17为DNAzyme，系统研究了一种基于拆分DNAzyme的DNA生物传感器的结构与功能特性，其检测限达9.48 nM。该传感器将DNAzyme拆分为两半，并由DNA靶标的互补序列...
Development towards Compact Nitrocellulose-Based Interferometric Biochips for Dry Eye MMP9 Label-Free In-Situ Diagnosis.
本文报道了一种基于硝酸纤维素薄层传感表面的紧凑型光学生物芯片，用于干眼病相关基质金属蛋白酶9（MMP9）的原位无标记检测。该芯片首次集成三个干涉式生物光子传感单元（BICELL），由SiO2和SU-8光刻层构成干涉换能结构，并在SU-8表面旋涂硝酸纤维素作为生物传感表面。通过Milli-Q水清洗激活表面后，蛋白A以静电作用固定于硝酸...
Controllable Mn-doped ZnO nanorods for direct assembly of a photoelectrochemical aptasensor.
本文首次构建了一种无标记光电化学（PEC）适配体传感器用于检测钾离子（K+）。作者通过一步电沉积法在 ITO 导电玻璃上制备可控的 Mn 掺杂 ZnO 纳米棒阵列，作为光电阳极。由于 ZnO 纳米结构等电点约为 pH 9.5，在 pH 7.0 的 PBS 中 Mn 掺杂 ZnO 表面带正电，可让带负电的 K+ 适配体直接自组装，无需...