本文报道一种40 GHz微波生物传感器，用于监测和表征接受电化疗的单细胞（THP-1），并获得治疗效率的电子签名。该传感器提出一种非破坏、无标记技术：首先可在培养液中快速测量未处理单细胞，提取两个频率相关介电参数，即电容C(f)和电导G(f)；其次可有力揭示化学膜通透化处理（皂苷）的效应；最后可检测并预测经典化疗药物博来霉素在电脉冲...
本文提出一种基于智能手机的细菌菌落表型分析仪器，利用反射式弹性光散射（ELS）图案及其分辨能力实现细菌识别。该反射式装置能够获取生长在高不透明培养基上以及光学致密菌落的 ELS 图案。仪器以智能手机作为控制与成像界面，并采用 532 nm 二极管激光作为核心光学部件，因而具有成本低、便携性强的特点。当相干准直激光照射细菌菌落时，菌落...
本研究开发了一种基于液晶（LC）液滴的传感平台，用于检测羧酸酯酶（carboxylesterase, CES）及其抑制剂。十四酰胆碱氯化物（myristoylcholine chloride, Myr）作为阳离子表面活性剂接触液晶液滴时，使水/液晶界面处的液晶分子呈垂直锚定取向，在偏振光显微镜下呈现暗十字织构。当存在 CES 时，M...
细胞外囊泡（EVs）因结构与组成类似来源细胞，已成为重要的循环生物标志物。本研究开发了一种基于频率依赖阻抗测量的无标记检测系统，利用EVs独特的介电性质对其进行表征。该系统由绝缘体基介电泳（iDEP）器件捕获并固定囊泡簇，随后用电学阻抗谱（EIS）在宽频率范围内测量其阻抗，以分析膜和胞质中电荷依赖成分。EIS首先用于检测不同生化组成...
本文提出一种基于椭圆芯螺旋中间周期光纤光栅（E-HIPFG）的全光纤免疫传感器，用于人免疫球蛋白G（human IgG）的特异性无标记检测。E-HIPFG是一种全光纤换能器，无需额外涂层材料或复杂光纤结构，制备简单且稳定性好。通过化学交联法在E-HIPFG表面固定山羊抗人IgG抗体，使其能够特异性识别人IgG。在10–100 µg/...
基于纸基的现场需求（PON）生物传感器因成本低、易使用而适用于食品安全、农业、疾病诊断和药物筛选，但现有纸基传感器多依赖生物标记、比色试剂和生物识别元件，在恶劣环境中稳定性有限。本文报道了一种无标记纸基生物传感器，由生物等离子体微阵列组成，用于在小体积生物流体中灵敏检测和定量蛋白靶标。生物等离子体微阵列采用超稳定生物等离子体墨水打印...
我们开发了一种新的无标记检测方法，利用新型即时检测（PoC）装置评估 AX-024 的抑制能力，用于自身免疫病新药开发。该 PoC 技术基于干涉光学检测方法（IODM）。为此，我们优化并建立了检测方案，研究含 T 细胞激活相关蛋白功能域的谷胱甘肽 S-转移酶修饰蛋白 GST-SH3.1 与 AX-024 抑制剂的作用。所用芯片为基于...
本文报道了基于光子集成回路（PIC）的无标记生物传感器，用于快速、多路检测六种猪源新发与地方性病毒：非洲猪瘟病毒（ASFV）、经典猪瘟病毒（CSFV）、猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）、猪细小病毒（PPV）、猪圆环病毒2型（PCV2）和猪A型流感病毒（SIV）。该光学生物传感器基于倏逝波技术，核心换能器为氮化硅中制备的谐振环（R...
本研究采用表面等离子共振成像（SPRi）和石英晶体微天平（QCM）两种无标记技术，表征纤维连接蛋白（fibronectin, FN）与抗纤维连接蛋白兔单克隆抗体之间的相互作用，并比较同一免疫传感器在两种换能方式下的响应。研究通过逐层构建传感器，考察半胱胺自组装层、抗体固定层以及抗体-抗原复合物形成对传感器响应的影响。结果表明，两种检...
生物层干涉仪（BLI）是一种广泛用于实时测定大分子相互作用动力学的技术。该技术通过检测生物传感器尖端反射白光干涉图案的变化，可测定蛋白-蛋白（如抗体-底物动力学）或蛋白-小分子（如药物发现）相互作用的结合参数。然而，BLI 在 DNA-蛋白相互作用研究中的应用较少受到重视。DNA 结合蛋白在细胞生物学中发挥重要作用，调控转录、DNA...
自严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发全球大流行以来，除经呼吸道主要感染途径外，该病毒还具有神经侵袭能力，可导致神经炎症和血脑屏障（BBB）损伤。感染期间病毒刺突蛋白可经血液循环播散，到达脑部后可能穿越BBB，该现象已在小鼠中证实，因此其医学意义重要。本研究旨在评估刺突蛋白S1亚基在高度暴露于感染的人体器官模型系...
单色反射测量是一种敏感且稳健的光学生物传感器检测方法，适用于生物分析。它基于反射单色光的干涉，且无需标记。本文提出一种基于 Berner 等人 2016 年专利技术的新型单色反射测量装置。通过倾斜微镜区域，可将分析通道和参考通道的光反射信号编码到特定载波频率，其幅度与局部反射成正比，因此单个光电二极管即可同时采集两个通道信号。两个经...
光学生物传感器凭借无标记检测与光学谐振增强，在疾病诊断中具有高准确度和高灵敏度，但基于贵金属纳米颗粒和精密微机电系统的光学生物传感器成本较高，限制其应用。本文提出一种基于纳米级聚对二甲苯C（Parylene C）薄膜的生物传感器原位再生与复用方法，并以绝缘体上硅（SOI）微环谐振器生物传感器为例进行验证。Parylene C 可通过...
工作于中红外（mid-IR）波段的等离激元生物传感器适合高特异性、无标记光学生物传感，其原理是通过检测生物分子与周围介质相互作用引起的共振波长移动来识别目标。然而，金属等离激元传感器在中红外波段存在信号转换差和光学损耗高等问题，导致灵敏度较低。本文提出一种超双曲材料（HMM）生物传感器，利用石墨烯等离激元在中红外波段的强局域化和可调...
本研究报道了一种无标记、快速且可实时识别生长因子（GF）的生物传感器。生长因子参与细胞分裂、组织增殖及多种疾病过程，其快速检测具有重要医学意义。该传感器基于剪切水平表面声波（SH-SAW）免疫传感器与微流控芯片的集成，在动态流动模式下检测GF样品。作者采用两种多克隆抗体分别构建针对神经营养因子-3（NT-3）和成纤维细胞生长因子-2...
本文提出并研究了几种用于光子晶体表面模式（PC SM）生物传感器的石英表面涂层，以实现生物分子的高效吸附及其后续无标记检测。该方法通过分析光子晶体表面光学模式传播参数的变化来揭示生物分子的沉积与吸附，并可独立记录全反射角和表面波激发角，从而实时测量分子与细胞亲和相互作用。作者系统研究了具有醛基、羧基和环氧基等不同锚定基团、适合与生物...
本文报道了一种基于太赫兹发射技术的适配体生物传感器，用于快速高灵敏检测小分子微囊藻毒素-LR（MC-LR）。该传感器核心为太赫兹化学显微镜（TCM）传感板，由蓝宝石衬底上的薄硅层及其表面天然二氧化硅层构成。DBCO标记的DNA适配体通过一步点击化学与硅烷化表面的叠氮基团共价连接，密度泛函理论估算表面活性位点约为3.8×10^13 c...
本文是《Scientific Reports》原论文的出版更正，更正内容为图4图例误用了图5图例。原论文报道了一种无标记光纤球尖生物传感器，用于皮摩尔水平检测 CD44 蛋白。该传感器以光纤球尖作为光学换能端，表面依次使用 3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）、11-巯基十一烷酸（MUA）以及 EDC/NHS 进行化学修饰，以构建...
前体梯度同源物2（AGR2）是多种癌症的潜在生物标志物。在胰腺癌中，癌前病变可将其分泌至胰液，因此灵敏检测AGR2对胰腺癌及其他癌症的早期诊断具有重要价值。本文报道了一种基于纳米结构多孔硅薄膜的无标记AGR2适配体传感器，并通过加速目标传质和降低系统噪声来提高灵敏度。传感器以阳极氧化多孔硅Fabry-Pérot薄膜为光学换能器，表面...
本文提出一种基于聚合物技术的干涉型电光生物传感器件，其核心为嵌入双层单原子石墨烯电容的马赫-曾德尔干涉仪（MZI）。在电容两端施加外部电压时，电场作用于上下石墨烯层，改变其表面电荷密度与费米能级位置，从而调节石墨烯的电光性质，使聚合物波导中的光吸收可随电压连续调控。与此同时，该电场-光场耦合增强了传感区倏逝波与石墨烯的相互作用，使干...