本文报道了一种基于微悬臂的蛋白质生物传感器，用于抗体检测。该传感器由金涂层微悬臂表面预功能化的生物素末端聚乙二醇（PEG）单分子层构成，随后通过生物素/中性亲和素（NeutrAvidin）特异性结合吸附 NeutrAvidin。NeutrAvidin 作为桥接层，连接生物素化表面与生物素化生物分子，例如生物素化牛血清白蛋白（biot...
本文报道了一种基于辅助探针的高灵敏、无标记阻抗生物传感器，用于特定DNA序列的检测。该传感器将硫醇修饰的辅助探针与捕获探针共同自组装在金电极表面，随后用6-巯基-1-己醇封闭非特异性结合位点，再与无标记报告探针杂交形成双链结构。加入目标DNA后，目标DNA与捕获探针杂交并置换报告探针的一部分；辅助探针作为固定器捕获该被置换片段，使报...
本文基于杂交靶 microRNA（miRNA）启动双链特异性核酸酶（DSN）切割杂交 DNA 捕获探针（CPs），开发了一种高灵敏、高选择性、无标记的 miRNA 电化学生物传感器。硫醇化 DNA 捕获探针通过自组装固定于金电极表面；电极与含靶 miRNA 的样品杂交后，miRNA-CP 双链中的 DNA 捕获探针被 DSN 切割，...
糖蛋白相互作用在细胞通讯、细胞黏附、细胞运输和免疫应答中发挥重要作用，但现有检测方法繁琐且昂贵。本文首次报道了一种基于硅纳米线（SiNW）的场效应晶体管（FET）生物传感器，通过共价固定未修饰碳水化合物于传感器表面，实现糖蛋白相互作用的无标记电学检测。作者采用自上而下工艺制备含255根SiNW、51个阵列簇的芯片，利用3-氨基丙基三...
本文提出一种基于槽波导中相位偏移布拉格光栅的新型硅光子生物传感器。该器件将光场集中在低折射率槽区，从而增强光与周围介质及生物分子的相互作用。布拉格光栅通过在波导外侧壁制作周期性波纹形成，并在光栅中部引入相位偏移，在阻带内产生尖锐谐振峰。实验在氯化钠盐溶液中测得 340 nm/RIU 的高折射率灵敏度和约 1.5×10^4 的高品质因...
硅光子生物传感器因可多路复用、低成本、适合芯片实验室而备受关注。本文表征了3 µm TE模式与10 µm双TE/TM模式硅光子微盘谐振器的传感性能，并验证其检测生物分子特异性捕获的能力。实验结果表明，TE模式与TM模式的折射率灵敏度分别为26 nm/RIU和142 nm/RIU，品质因子分别为3.3×10^4和1.6×10^4。10...
监测细胞细胞因子释放可研究细胞对外界刺激的反应。与传统比色法不同，无标记检测可实时研究细胞分泌，省去结合后的洗脱和标记步骤。然而，基于传感器表面质量积累的无标记技术检测小细胞因子结合到较大捕获抗体时，相对信号变化较小；捕获抗体从表面解吸会进一步加剧该问题。本文展示使用干涉反射成像传感器（IRIS）对促炎细胞因子白细胞介素-6（IL-...
肽和寡核苷酸（ON）的直接固相合成要求载体材料具有较高化学稳定性。本研究考察了两种氨基硅烷化合物——3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷（APDMES）对多孔氧化硅多层结构的钝化能力，用于制备光学无标记寡核苷酸生物传感器。作者还通过光谱反射法研究了在氨基硅烷修饰的多孔氧化硅表面经原位合成直接生长的13...
本研究报道了一种基于高空间分辨率成像椭偏仪的生物传感器，用于快速检测和分析甲壳类食品中的副肌球蛋白（tropomyosin, TM）过敏原。该方法建立了配体筛选、灵敏度测定及与传统检测方法比较的完整流程。研究筛选了三种对TM具有较高生物活性的单克隆抗体（2F9、4C7和2H6），并将其分别共价固定于硅片表面作为识别配体，用于捕获样品...
本文报道了一种基于局部表面等离子共振（LSPR）的高灵敏度无标记免疫传感器，用于检测 HIV-1。作者采用简单电化学沉积法在氧化铟锡（ITO）玻璃基底上制备了尺寸约 10–20 nm 的圆形金纳米点（Au-dots）均匀图案，作为 LSPR 换能层。随后利用金-硫醇自组装反应，将 HIV-1 中和性 gp120 单克隆抗体片段（2G...
本章介绍石英晶体微天平（QCM）作为无标记、实时相互作用与吸附分析技术。QCM基于压电石英晶体在交变电场下发生机械振动，其共振频率随晶体表面质量变化而改变；当溶液分析物直接吸附或经表面固定配体捕获形成吸附层时，频率变化可反映结合质量。与表面等离子共振（SPR）相比，QCM对吸附层结合水、溶剂化及构象/粘弹性变化更敏感，因此可补充SP...
蛋白质纳米技术需要理解单个蛋白如何与其他分子结合并组装成更大结构。为检测生物分子而引入标记物可能影响生物分子相互作用，因此需要无标记相互作用与吸附分析。本章及下一章综述两种生物传感器技术：表面等离子共振（SPR）和石英晶体微天平（QCM）。二者均可实时分析生物分子相互作用且无需标记。SPR 是光学技术，对受光照金表面附近蛋白或其他分...
黄曲霉毒素M1（Aflatoxin M1, AFM1）是允许存在于牛奶中的最具毒性霉菌毒素之一，各国对其限量极为严格，因此超痕量选择性检测对食品安全具有重要意义。本文在互指电极（IDE）表面电化学聚合Fe3O4掺杂聚苯胺（Fe3O4/PANi）复合膜，构建用于AFM1检测的电化学适配体传感器。该传感器以固定化AFM1适配体（APT）...
本文报道了一种完整的光子线分子生物传感器微阵列芯片架构及其配套仪器。芯片采用硅绝缘体上（SOI）工艺，将毫米级硅光子线波导折叠成螺旋微环谐振器，每个传感器直径约50 μm，可独立提供分子结合曲线；16和128通道芯片已制备并测试，128个传感器阵列仅占2×2 mm²，芯片尺寸为6×9 mm²。芯片单片集成微流控样品输送通道，其尺寸和...
膀胱癌是全球常见恶性肿瘤，尿液端粒酶活性检测因癌细胞高表达端粒酶而成为膀胱癌诊断的潜在工具。传统端粒酶检测依赖基于PCR的TRAP法，但存在耗时长、设备试剂昂贵且易受PCR伪影影响等问题。本文报道一种基于硅微环谐振器的无标记、无PCR芯片检测系统，用于检测膀胱癌细胞J-82和HT-1376提取物中的端粒酶活性。微环表面经APTES和...
本文通过模拟纳米复制光子晶体（PC）无标记生物传感器的反射光谱，考察结构参数对性能的影响。研究选取光栅周期、占空比、缩放光栅高度和TiO2层厚度作为设计因素，以峰值波长（PWV）、半峰全宽（FWHM）、体/表面灵敏度品质因数（FOM）及表面/体灵敏度比（S/B）为响应指标。参数分析表明，光栅周期对PWV起主导作用，且与其他缩放设计因...
电气检测有望为蛋白生物标志物检测提供高灵敏、低成本、便携、自动化和多路联用的手段，从而支撑疾病分层和即时诊断的发展。然而，这类无试剂高灵敏检测在血清等复杂液体中常面临严重的非特异信号和电活性背景干扰问题。本文报道了一种基于化学吸附两性离子聚合物支撑层和相位监测非法拉第电化学阻抗谱（EIS）的高灵敏、选择性胰岛素电化学生物传感器，并完...
本文报道一种新型无标记光学生物传感器，将可调光子晶体谐振反射器用作外腔激光腔的波长选择反射镜。光子晶体由低成本塑料材料制备，其共振波长可因表面生物分子吸附而发生移动；半导体光放大器为激光过程提供增益，使器件通过正入射非接触照明光子晶体并将反射光直接返回放大器，形成简单检测系统。作者演示了单模连续波激光波长受生物分子诱导的平滑调谐。由...
本文报道一种无标记 microRNA (miRNA) 生物传感器，通过形成薄绝缘聚合物膜放大分析信号。该传感器由寡核苷酸修饰的金电极构成。目标 miRNA 与表面捕获探针(CP)杂交后，用核酸酶 I 消化去除未杂交的游离 CP 链，以降低背景。随后进行第二次杂交，将带寡核苷酸尾的 G-四链体-血卟啉 DNAzyme 引入传感器表面。...
铜是多种生物过程必需的微量元素，但过量摄入会损害健康，且常与镉、镍、铅等重金属共存，因此需要简单、选择性的铜检测方法。本文报道一种基于催化DNA（DNAzyme）的无标记电化学阻抗生物传感器，用于检测Cu2+。生物素化DNAzyme通过avidin–biotin作用固定于avidin–石墨环氧复合（Av–GEC）电极表面。Cu2+与...