Newly found K
钾离子（K+）在体液中的准确测定对健康监测和疾病诊断具有重要意义。基于DNA G-四联体（GQ）与特异性荧光探针硫黄素T（ThT）的无标记生物传感器是K+检测的简便方法之一，但通常灵敏度不足。本研究发现，在低浓度下，K+可与ThT竞争结合由寡核苷酸形成的双分子GQ或四分子GQ，使ThT荧光发射随K+浓度升高而降低。基于该竞争性结合机...
Gate-all-around junctionless FET based label-free dielectric/charge modulation detection of SARS-CoV-2 virus.
近期新冠疫情暴发迫切需要开发无标记、高灵敏、快速、准确且低成本的 SARS-CoV-2 病毒生物传感器。本研究报道了一种基于全栅无结场效应晶体管（GAA-JLFET）的无标记电学检测方法，利用病毒刺突蛋白、包膜蛋白及病毒 DNA 的介电常数和电荷特性实现高灵敏实时生物传感。GAA-JLFET 因栅控能力强、可垂直堆叠、与现有工艺兼容...
Development of a Smartphone-Integrated Reflective Scatterometer for Bacterial Identification.
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...
An Effective Label-Free Electrochemical Aptasensor Based on Gold Nanoparticles for Gluten Detection.
纳米材料可用于修饰电极，提高电导率和电化学传感器性能。金基纳米结构因能与含硫分子形成强Au–S键，常被用作生物传感器表面功能化的锚定平台。本文报道了一种基于金纳米颗粒（AuNPs）和截短适配体Gli4-T的无标记阻抗生物传感器，用于啤酒和酱油等水解基质中麸质的定量检测。该传感器以丝网印刷碳电极为基底，通过电化学沉积AuNPs增强电子...
Simple and Label-Free Detection of Carboxylesterase and Its Inhibitors Using a Liquid Crystal Droplet Sensing Platform.
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...
Surface plasmon resonance biosensor with laser heterodyne feedback for highly-sensitive and rapid detection of COVID-19 spike antigen.
新冠疫情暴发凸显了快速、灵敏抗原检测对疫情防控的重要性。本文报道了一种基于激光外差反馈干涉的表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于检测SARS-CoV-2刺突抗原。该传感器通过检测不同抗原浓度引起的微小折射率差异实现检测，将传感单元处的折射率变化经SPR转换为光强变化，从而实现生物样品的无标记、实时检测。激光外差反馈干涉的增益放大...
Three-dimensional hierarchical plasmonic nano-architecture based label-free surface-enhanced Raman spectroscopy detection of urinary exosomal miRNA for clinical diagnosis of prostate cancer.
尿液外泌体miRNA因非侵入、稳定性好且能反映来源细胞状态，成为前列腺癌（PC）早期诊断与预后的新兴生物标志物。然而，miRNA在尿液中丰度低且序列同源性高，使其高准确检测极具挑战。本文报道了一种基于三维分层等离子纳米架构的表面增强拉曼散射（SERS）定量无标记miRNA传感平台，用于检测尿液外泌体miRNA。该平台由目标互补DNA...
Ultrasensitive and Label-Free Detection of Multiple DNA Methyltransferases by Asymmetric Nanopore Biosensor.
DNA甲基化由DNA甲基转移酶催化，在多种生物过程中起关键作用，因此超灵敏甲基转移酶检测对生物医学研究和临床诊断具有重要意义。传统方法常需放射性标记、昂贵设备和繁琐操作。本研究基于纳米孔技术结合DNA级联信号放大，建立了无标记、超灵敏检测DNA腺嘌呤甲基转移酶（Dam）和CpG甲基转移酶（M.SssI）的方法。设计含甲基化响应序列的...
Design Strategy for Nanostructured Arrays of Metallodielectric Cuboids to Systematically Tune the Optical Response and Eliminate Spurious Bulk Effects in Plasmonic Biosensors.
等离子体生物传感器是无标记、高灵敏研究分子吸附的有力工具。本文系统研究了由金属-介质立方体构成的严格规则纳米结构的光学性质，旨在有目的地调节其光学响应并提高生物传感性能。此外，测试了这些图案消除由溶液本体折射率变化引起的传感器虚假响应的潜力，使等离子体光谱位移仅由吸附分子引起。为此，采用电子束光刻在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）上制备...
A Label-Free Electrical Impedance Spectroscopy for Detection of Clusters of Extracellular Vesicles Based on Their Unique Dielectric Properties.
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...
All Fiber-Optic Immunosensors Based on Elliptical Core Helical Intermediate-Period Fiber Grating with Low-Sensitivity to Environmental Disturbances.
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/...
Ultrasensitive Aptasensors for the Detection of Viruses Based on Opto-Electrochemical Readout Systems.
病毒感染是全球疾病负担、死亡率和经济损失的主要驱动因素，而许多致命病毒缺乏快速、准确、易用的检测手段。生物传感器为克服传统诊断方法成本高、耗时长、依赖实验室基础设施等不足提供了有效途径。适配体作为单链DNA或RNA识别元件，可通过SELEX体外筛选获得，具有成本低、稳定性高、特异性强、易于化学修饰且对环境变化不敏感等优势，已广泛用于...
Substrate-Free Untagged Detection of miR393a Using an Ultrasensitive Electrochemical Biosensor.
本文报道了一种用于快速、高灵敏检测植物miR393a的简易超灵敏电化学生物传感器。miRNA在植物生长发育、防御反应及植物—病原互作中发挥关键调控作用，miR393a的检测对植物病害诊断具有重要意义。作者以丝网印刷碳电极（SPCE）为基底，通过滴涂/旋涂构建链霉亲和素（streptavidin）修饰层，并利用EDC-NHS连接子固定...
Printed Ultrastable Bioplasmonic Microarrays for Point-of-Need Biosensing.
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...
New Label-Free Biosensing for the Evaluation of the AX-024 Inhibitor: Case Study for the Development of New Drugs in Autoimmune Diseases.
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...
Microscopies Enabled by Photonic Metamaterials.
近年来，生物传感器领域在开发可放大光与生物物质相互作用的纳米结构材料方面进展迅速。其共同目标是将光关联的电磁能量聚集到纳米尺度体积内，许多情况下可突破传统阿贝衍射极限。自表面等离子共振（SPR）首次用于无标记检测生物分子相互作用以来，波导、环谐振器和光子晶体等共振光学结构已被证明能有效实现多种光学增强效应，包括增强光子发射体（如量子...
Photonic Label-Free Biosensors for Fast and Multiplex Detection of Swine Viral Diseases.
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...
Studies of interactions between fibronectin and a specific antibody against fibronectin using SPRi and QCM.
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...
Electrochemical DNA Biosensors Based on the Intrinsic Topological Insulator BiSbTeSe
本文报道了一种基于本征拓扑绝缘体 BiSbTeSe2 的灵敏、无标记电化学生物传感器，用于 HIV 基因检测。拓扑绝缘体具有强自旋-轨道耦合和稳健的表面态，电子噪声低，有利于电极与电解质界面之间稳定、灵敏的电子传输。在优化条件下，差分脉冲伏安法（DPV）峰电流与目标 DNA 浓度对数在 1.0×10−13 至 1.0×10−7 M ...
Electrochemical biosensing of circulating microRNA-21 in cerebrospinal fluid of medulloblastoma patients through target-induced redox signal amplification.
监测脑脊液（CSF）microRNA（miRNA）为中枢神经系统肿瘤的诊断与管理提供了有前景的选择，但临床 CSF 中目标 miRNA 丰度极低，限制了其高灵敏检测。本文报道了一种基于目标诱导氧化还原信号放大（eTIRSA）的电化学生物传感器，用于无标记高灵敏检测 CSF 中 miR-21。该传感器通过在金纳米颗粒修饰的玻碳电极上共...