本研究构建了一种基于阻抗传感平台与导电纳米复合层的快速检测方法，用于检测SARS-CoV-2刺突受体结合域（RBD）蛋白，该蛋白是新冠感染的重要抗原标志物。首先合成环氧基取代噻吩单体，并在乙炔黑存在下通过循环伏安法电沉积到一次性氧化铟锡（ITO）电极表面，形成高导电性导电纳米复合（C-NC）层。该复合层首次被电沉积于ITO表面，为构...
外泌体是细胞分泌到细胞外环境的纳米囊泡，富含膜蛋白、mRNA和miRNA等分子信息，被视为高质量疾病诊断生物标志物。然而，现有外泌体检测通常需要耗时的分离纯化步骤，且特异性和灵敏度仍需提高。本文报道一种单步外泌体检测技术，可在单个微型容器内约1小时内同时完成基于磁性纳米颗粒（MNP）的外泌体免疫磁提取和基于光子晶体（PC）的无标记高...
本文开发了一种无标记多路电化学免疫传感器，用于同时检测乳腺癌早期生物标志物黏蛋白1（MUC1）、癌抗原15-3（CA15-3）和人表皮生长因子受体2（HER2）。该传感器首次采用三种氧化还原物质-抗体偶联的聚乙烯亚胺包覆金纳米颗粒（PEI-AuNPs）体系，将其分别修饰在三工作电极丝网印刷碳电极（SPCE）阵列上。多路检测利用负载在...
针对SARS-CoV-2全球疫情对血清学检测的迫切需求，本文构建了一种全光纤菲涅尔反射微流控生物传感器（FRMB），将全光纤光学系统、微流控芯片和多模光纤生物探针集成于一体。系统采用单模-多模光纤耦合器（SMFC）同时完成入射光传输以及菲涅尔反射光的收集与传输，无需透镜、分色镜等光学分离元件，从而显著简化结构并提高光传输效率，适用于...
将纳米材料与信号分子复合作为基底材料可构建无标记电化学平台；若纳米材料对信号分子具有高催化活性，可进一步提升平台灵敏度。本文以硫黄素（thionine，Thi）功能化的 Fe–N–C 纳米复合材料为基底，首先考察了 Fe–N–C 对硫黄素电还原的电催化活性。随后，构建了基于 Fe–N–C–Thi/Fe3O4@AuNPs 的免固定、无...
当前，芯片实验室和芯片组织在基础细胞生物学研究与医学诊断中需求迫切，而将先进生物传感器技术用于人原代细胞的即时检测仍是挑战。本研究采用基于共振波导光栅（RWG）的无标记光学生物传感器技术，实时监测原代人扁桃体B细胞由B细胞受体（BCR）启动、并受FcγRIIb和CR1同时结合调节的整合响应。结果显示，静息与激活B细胞在BCR刺激下均...
场效应晶体管（FET）生物传感器能够快速检测疾病相关生物标志物，是即时诊断（POC）的有前景工具。卷起纳米技术可批量制备三维微管，在构建 FET 生物传感器方面具有独特优势。本文提出将 FET 生物传感器与卷起微管相结合，开发微流控诊断生物传感器。作者将 III 族氮化物材料氮化铟（InN）集成到卷起微管中，作为 FET 沟道。In...
蛋白-肽相互作用是理解蛋白功能与信号通路的关键。本文报道了一种基于肽模板金纳米团簇（AuNCs）信标的无标记荧光生物传感器策略，用于检测和筛选蛋白。研究发现，目标蛋白可特异性结合肽的末端并形成保护涂层，从而在羧肽酶存在下阻止肽的水解。肽模板AuNCs本身具有强荧光；当模板肽被羧肽酶Y水解时，AuNCs发生氧化并导致荧光猝灭。若存在能...
本研究开发了一种基于生物质氮掺杂碳量子点（N-CQDs）检测细胞色素c（Cyt c）和胰蛋白酶的灵敏策略。N-CQDs以纤维素酶解木质素为碳源、氨水为溶剂和氮源，经一锅水热法合成，水溶性和光学性质稳定。氮掺杂使荧光量子产率提高至8.23%，约为掺杂前的4倍。N-CQDs被构建为无标记生物传感器：带正电的Cyt c通过静电诱导聚集和静...
脱氧核糖核酸（DNA）杂交可用于检测疾病相关基因表达，是重要的分子诊断工具。已有研究利用石墨烯基离子敏感场效应晶体管（ISFET）检测DNA杂交。硅烯（silicene）是结构类似石墨烯的二维硅同素异形体，因独特的电学、力学和传感特性受到关注。本文提出一种由硅烯层和电解液层构成的ISFET结构，用于无标记检测DNA杂交。当DNA杂交...
慢性非传染性疾病每年导致约4000万人死亡，需要多参数组合诊断以选择有效治疗策略。本文提出并研究一种基于肽适配体的低成本无标记生物传感器系统，用于在生物流体中识别相应蛋白标志物。检测原理是通过荧光记录与肽适配体选择性结合的目标蛋白，并利用特定发光体将结合蛋白的自然荧光再发射到较长波长，便于普通电荷耦合器件（CCD）检测。为实现该方案...
本文提出并实验验证了一种基于全金属超材料的太赫兹生物传感器。该传感器采用不锈钢材料，通过激光打孔技术制备，结构为周期性排列的空心哑铃形金属孔阵，整体为全金属设计，不使用传统介质基底，而以空气作为基底。利用有限积分法进行全波电磁仿真，得到最大折射率灵敏度为294.95 GHz/RIU，品质因数为4.03。实验以牛血清白蛋白（BSA）为...
新冠疫情等快速传播的传染病迫切需要能够及时检测和识别病原体的有效生物传感器。基于半导体二维（2D）材料的场效应晶体管（2D-FET）因原子级薄通道中任何扰动都会显著影响其电子输运性质，被认为是快速无标记传感的潜在候选。本文报道了基于半导体过渡金属二硫化物（TMDC）二硒化钨（WSe2）的 FET 作为体外快速、灵敏检测 SARS-C...
新型冠状病毒（SARS-CoV-2/COVID-19）因强传染性在全球快速传播，传统诊断方法检测耗时长，不利于大规模筛查和早期识别感染者。本文开发了一种基于表面增强红外吸收（SEIRA）的快速、超灵敏、多功能等离激元生物传感器，用于新冠现场诊断。研究利用遗传算法（GA）智能程序自动设计并快速优化金属纳米结构，以增强传感性能。结果表明...
微小RNA在早期发育、细胞增殖、凋亡和死亡中发挥重要作用，并在多种癌症中异常表达，因此无创、定量检测 microRNA 对早期癌症诊断至关重要。本文报道了一种基于表面增强红外吸收（SEIRA）的等离激元生物传感器，用于快速、无标记、超灵敏检测 miR-155。该传感器利用超材料完美吸收体（MPA）激发 SEIRA 效应，在 micr...
吞噬细胞通过识别并吞噬入侵微生物以清除感染，但细菌可在低水平下躲避免疫检测，或在被吞噬后于胞内复制。现有吞噬检测依赖流式细胞术或显微镜在大量未感染细胞中搜寻罕见胞内菌吞噬细胞，在研究与临床中均具挑战。本文首次通过变形性检测和显微成像证明，人单核细胞内化不同种类细菌后，其体积增大且刚度升高。基于这些物理差异，作者开发了一种微流控生物传...
世界卫生组织宣布新冠疫情为流行病后，快速诊断试剂盒的重要性再次凸显。本文报道了一种轻便、可现场部署的生物传感器，采用基于纳米孔阵列的等离子体芯片并集成无透镜成像框架，用于病毒无标记检测。该平台利用高量子效率CMOS相机，在光谱调谐至纳米孔阵列等离子体模式的LED均匀照明下，监测纳米孔阵列的衍射场图案。以H1N1猪流感病毒为例，作者成...
开发兼具强电化学发光（ECL）性能和优异成膜性的 ECL 发光体对生物传感应用非常重要。本文提出一种简便的一步法策略，通过共掺杂三(联吡啶)钌(II) Ru(bpy)3^2+ 和(二乙氨基甲基)三乙氧基硅烷 DEAMTES 到原位生成的二氧化硅纳米杂化材料中，合成自增强 ECL 发光体 DEAMTES@RuSiO2。DEAMTES@...
为应对由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的新冠疫情，亟需在各感染阶段均具有高准确性、快速结果和高特异性的诊断方法。本文报道了一种基于无标记纳米等离子体生物传感器的多联筛查方法，可在单一生物传感器平台上定量检测10种新冠相关生物标志物，包括6个病毒核酸基因、2个刺突蛋白亚基以及IgG和IgM两种抗体，检出限达到...
流感病毒在全球范围内季节性流行，快速、准确的检测对疾病防控具有重要意义。传统细胞培养和PCR方法虽然准确，但耗时长、设备复杂，不适合即时诊断。本文报道一种基于仿生修饰纳米柱的光学生物传感器，用于无标记检测甲型流感病毒。采用纳米压印光刻在硅片上制备旋涂玻璃（SOG）纳米柱阵列，柱径150 nm、高300 nm、间距450 nm。多巴胺...