本研究采用高通量无标记共振波导光栅生物传感器 Epic BenchTop，原位监测癌细胞在显示精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp，RGD）三肽的生物模拟聚合物表面上的粘附过程。以高粘附人宫颈腺癌 HeLa 细胞为模型体系，获得了具有优异时间分辨率的细胞粘附动力学数据。结果表明，细胞预先暴露于不同浓度的绿茶主要活性成分表...
肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）是重要的医院获得性细菌，可导致老年人、新生儿和免疫受损人群严重发病和死亡。本研究建立了一种基于rcsA基因的无标记多重交叉置换扩增（MCDA）结合侧流生物传感器（LFB）方法，用于快速、简便、灵敏地检测肺炎克雷伯菌。MCDA反应在65°C固定温度下进行30 min，扩增结果直...
局部表面等离子体共振（LSPR）生物传感器因可多路复用、微型化和高性能而受到关注，有望集成到即时诊断（POC）芯片平台中。microRNA（miRNA）是多种病理过程的关键调控因子和生物标志物，但高灵敏、无标记的miRNA检测平台仍缺乏。本文在柔性、可扩展的三维等离子体纳米结构上构建了高特异性、高灵敏的LSPR miRNA传感平台，...
光学纤维生物传感器与纳米技术的发展为开发原位、便携、轻便、通用且高性能的光学传感平台提供了机会。本文报道了在光纤表面沉积纳米级金属氧化物薄膜以激发损耗模共振（LMR），从而能够高精度、高灵敏度地测量光纤周围介质光学性质的变化，其灵敏度优于长周期光栅和表面等离子共振等无标记实时生物分子相互作用分析技术。结合D形光纤等特殊结构可进一步增...
病毒生物电阻器（VBR）是一种化学电阻器，可将病毒颗粒的识别信息直接传递至外部电路，实现目标蛋白的无标记检测。该器件将尺寸约6 nm×1 µm的丝状M13噬菌体嵌入约250 nm厚的病毒-聚合物复合电阻通道中，噬菌体表面展示的肽配体可特异性结合目标蛋白。VBR的响应通过交流阻抗监测，其复阻抗可用仅含溶液电阻（Rsoln）、通道电阻（...
无创监测细胞在药物处理下分泌蛋白，是药物开发和细胞毒性检测中的关键工具。本文展示了一种表面功能化方法，用于特异性检测细胞释放的蛋白，并构建了集成高灵敏回音壁模式生物传感器（WGMB）与精确微流控控制的平台，实现无标记、实时检测。该平台可实时测量细胞生物标志物释放，具有纳摩尔级灵敏度。表面功能化方法通过生物素—链霉亲和素体系将抗体固定...
定量分子结合亲和力是药物研发和生命科学研究的重要组成。本章概述表面等离子共振（SPR）光谱法监测蛋白-蛋白相互作用的实用方法，重点介绍基本实验设计，包括配体固定、分析物注射、表面再生和数据评价，并简要总结 SPR 表位分箱实验。SPR 生物传感器可无标记实时监测分子相互作用：一个结合伙伴作为配体固定在传感芯片表面，另一个作为分析物通...
本文介绍一种无标记细胞基生物传感器方法，用于研究生物分子与细胞表面受体之间的相互作用，从而在天然生物学背景下评估分子识别事件。由于分析物直接结合仍完整保留在细胞膜上的受体，实验可保留细胞表面微环境、糖基化、膜蛋白聚集等复杂性，获得完整结合动力学信息。方法基于 Attana 细胞生物传感器平台（石英晶体微天平，QCM），通过双通道流动...
与以往在体相溶液中研究淀粉样β（Aβ）聚集不同，本文利用无线石英晶体微天平（QCM）生物传感器检测石英表面上 Aβ 聚集体结构变化，该表面过程更接近细胞膜上的聚集。研究采用基频约 58 MHz 的石英晶体，通过监测基频及最高第 7 倍频（406 MHz）的频率响应，实时追踪石英表面由 Aβ 单体、寡聚体到纤维形成的粘弹性变化。结合原...
银是广泛存在于电子、医药、珠宝和催化等领域的常见重金属，含银废弃物会造成环境污染，因此监测银离子（Ag(I)）浓度具有重要意义。本文开发了一种用于Ag(I)检测的无标记生物传感器，以单壁碳纳米管/场效应晶体管（SWNTs/FET）为换能平台，并功能化一种Ag(I)特异性RNA切割DNAzyme。该DNAzyme由Agzyme和嵌入R...
纳米结构生物传感器通过高灵敏度分析生物分子推动了生物医学工程发展。纳米井阵列（NWA）生物传感平台尤为创新，阵列中纳米井的小尺寸使极少量生物分子也能被深度感知。NWA 的缓坡垂直壁几何结构对特定蛋白的选择性结合至关重要，可避免毛细阻力；纳米加工技术（如压印、电子束光刻和 KrF 步进半导体工艺）促进了金基底 NWA 电极的制备。Le...
生物标志物的选择性快速检测对早期诊断和感染预警具有重要意义。溶菌酶作为人体免疫系统中重要的抗菌蛋白，在细菌感染及支气管肺发育不良等疾病中发挥关键作用，其实时监测可为潜在感染提供早期预警。本文首次报道了一种基于大面积化学气相沉积（CVD）石墨烯场效应晶体管（GFET）的无标记溶菌酶蛋白传感器。器件以CVD石墨烯为导电沟道，通过芘丁酸N...
毒死蜱（profenofos）是一种高毒有机磷农药，在农业生产中广泛使用，其残留严重威胁食品安全与人类健康，亟需高灵敏检测方法。本文开发了一种基于适配体的微悬臂阵列生物传感器，以应力模式检测毒死蜱，具有无标记、高灵敏、一步固定以及可定量实时检测等优点。微悬臂表面通过金-硫键固定毒死蜱特异性适配体SS2-55；毒死蜱与适配体特异性结合...
表面等离子共振（SPR）自20世纪80年代首个SPR免疫传感器问世以来，已成为测量生物分子结合动力学的公认无标记技术。传统SPR分析通常将纯化受体分子固定在传感基底上，使含配体分子的溶液流过表面，实时监测光学信号。近年来，基于棱镜和物镜的SPR成像（SPRi）技术迅速发展，能够以高空间和时间分辨率、可靠灵敏度绘制单个活细胞内局部质量...
及时、准确地检测细菌对健康与安全应用至关重要，也推动了多种光学细菌传感器的持续发展。本文报道了一种基于连续波太赫兹（THz）透射成像的细菌菌落传感新策略，检测流程简单。该方法利用 THz 波对样品水含量和细胞结构变化的高度敏感性，直接对四种细菌的单菌落进行成像，并依据其 THz 吸收差异实现菌种区分。研究进一步表明，THz 成像能够...
表面增强拉曼散射（SERS）已成为研究生物分子结构的有用光谱工具。生物体系中主要等离子体基底为金纳米颗粒（AuNPs），其表面等离子体共振取决于粒径、形貌、颗粒间距等。本研究合成不同尺寸 AuNP 胶体，用作传感器探测不同生物标志物和生物分子的 SERS 信号。结果表明，约50 nm AuNP 胶体在探测多种分子时具有优异 SERS...
无标记细胞检测利用生物传感器为 G 蛋白偶联受体（GPCR）信号研究提供新途径。与传统体外终点检测不同，该方法可在实时条件下测定受体介导的整合细胞反应，而非单一下游通路。本研究评估无标记全细胞阻抗生物传感器系统 xCELLigence 在代谢型谷氨酸受体 2（mGlu2）药理学研究中的应用。mGlu2 是精神分裂症、抑郁症等精神疾病...
本文报道了一种基于二硫化钼（MoS2）的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于通过磷酰胺吗啉代寡聚核苷酸（PMO）与DNA杂交实现DNA的超灵敏无标记检测。芯片制备后，传感通道先用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）修饰引入正电荷，再将带负电的MoS2纳米片滴涂于通道上，使其通过静电作用紧密固定于传感表面。随后，将DNA类似物PM...
抗体在生物传感器表面的合理固定是获得高灵敏度、实现低浓度目标分析物检测的关键步骤。本文报道了在光子环谐振器传感器上以抗体作为生物识别元件的固定过程实验研究。通过在传感器表面构建蛋白A（Protein A）中间层，实现抗体的定向固定，使抗体Fab段暴露于样品溶液，从而增强与目标抗原的结合能力。研究采用抗牛血清白蛋白（antiBSA）—...
地表水和饮用水受大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）污染是引发水媒疾病的重要原因。针对实际污染样品中病原体快速检测的未满足需求，本文报道了一种热还原氧化石墨烯基场效应晶体管（rGO FET）生物传感器，并用超薄氧化铝（Al2O3）层进行钝化，用于实时检测E. coli。该传感器可在1 µL样品体积内于50 ...