本文报道了一种用于选择性无标记检测蛋白质生物标志物的超紧凑共振等离子体多分析物生物传感平台的设计。该平台由多个基于等离子体纳米腔的生物传感器组成，每个传感单元采用沉积在二氧化硅/硅绝缘体（SOI）基底上的周期性金属结构，形成金属-绝缘体-金属（MIM）波导中的布拉格光栅缺陷腔。光被强烈限制在约1.57 μm²的极小区域内，以增强光与...
肿瘤标志物的敏感、定量检测对癌症诊断及后续治疗至关重要。基于场效应晶体管（FET）的纳米生物传感器具有无标记、实时、高灵敏和直接电学读出等优点。本文提出并实现了一种自上而下制备的硅纳米带FET（Si-NR FET）生物传感器，用于肿瘤标志物检测。与自下而上方法相比，自上而下工艺可精确控制硅FET的宽度和长度，从而调控其电学性能。该S...
开发了一种新型无标记荧光阵列生物传感器，用于区分目标蛋白的种类和浓度。该传感器采用多种不同磷脂脂质体包裹荧光分子钙黄绿素，利用荧光分子经脂质体膜渗漏的差异来调节脂质体与靶蛋白之间的相互作用。与传统带标记荧光阵列传感器相比，该方法提出了一种基本新的无标记荧光传感策略。研究证实，当钙黄绿素受扰动脂质膜影响从脂质体内部渗漏时，其荧光发射强...
金属纳米团簇的电化学发光（ECL）因生物相容性好、电催化活性高而受到关注。以DNA为模板合成银纳米团簇（AgNCs）可调控其物理性质。三链体DNA已被证明可用于位点特异性、均一且高稳定AgNCs的制备。本文进一步研究三链体模板AgNCs的ECL性质及其生物传感应用。通过合理设计DNA序列，AgNCs可在三链体DNA的CG.C+位点预...
本文报道了一类可同时实现无标记（label-free, LF）与荧光（fluorescence, FLUO）检测的光学生物传感器。该传感器利用在一维光子晶体（1D-PC）截断界面激发的 Bloch surface waves（BSW）作为换能机制，并在带微光学窗口的注塑有机基底上制备。作者设计了两种 1D-PC 生物芯片，分别具有较...
本文采用纳米球光刻（NSL）结合反应离子刻蚀（RIE）制备六角有序金-银（Au-Ag）双金属半纳米壳阵列（SNSA），用于无标记等离子体生物传感。通过调节 RIE 时间可控制相邻半纳米壳之间的横向电磁耦合，在间隙处形成近场热点，从而增强整体等离子体响应并提高传感器灵敏度。作者采用成熟的受体-配体方案，以生物素-链霉亲和素（Bioti...
铀是环境中常见的放射性污染物之一，也是核材料生产中的主要物质。土壤和地下水等环境样品可反映设施内部铀生产活动的特征，因此开发面向水相介质中铀的便携式分析技术，对环境监测和核不扩散均具有重要意义。本文报道了一种基于纳米孔的无标记铀酰离子（UO2^2+）检测方法。该方法通过监测肽探针在纳米孔中的转位事件来识别铀酰离子：在不存在铀酰离子时...
研究分子相互作用通常需将目标分子标记荧光报告基团，但荧光标记对分子动力学的影响长期缺乏替代方法而难以量化。本文开发了一种光子-等离子体混合“天线在纳米腔”单分子生物传感器，用于在无荧光标记条件下实时研究DNA-蛋白相互作用。该传感器基于硅基光子晶体纳米梁腔与金纳米颗粒天线构成的混合模式，兼具高Q因子和极小模式体积，可检测单个DNA与...
本文提出一种基于纳米线的亲和型生物传感器设计策略，用于在生物样品中传感并测量生物标志物浓度。与常规生物传感器相比，此类传感器在检出限、响应时间、成本和尺寸方面表现出更优性能，但影响器件性能的参数较多，必须加以确定。为求解该设计问题，作者发展了一个基于随机输运方程的综合模型，使传感行为的优化成为可能。该模型面向纳米线场效应生物传感器，...
过氧化物酶模拟DNAzyme可通过自组装形成G-四链体并表现出类过氧化物酶活性，与蛋白质相比成本更低、稳定性更高，适用于无标记生物传感器构建。本研究以PW17为DNAzyme，系统研究了一种基于拆分DNAzyme的DNA生物传感器的结构与功能特性，其检测限达9.48 nM。该传感器将DNAzyme拆分为两半，并由DNA靶标的互补序列...
本文报道了一种基于硝酸纤维素薄层传感表面的紧凑型光学生物芯片，用于干眼病相关基质金属蛋白酶9（MMP9）的原位无标记检测。该芯片首次集成三个干涉式生物光子传感单元（BICELL），由SiO2和SU-8光刻层构成干涉换能结构，并在SU-8表面旋涂硝酸纤维素作为生物传感表面。通过Milli-Q水清洗激活表面后，蛋白A以静电作用固定于硝酸...
本文首次构建了一种无标记光电化学（PEC）适配体传感器用于检测钾离子（K+）。作者通过一步电沉积法在 ITO 导电玻璃上制备可控的 Mn 掺杂 ZnO 纳米棒阵列，作为光电阳极。由于 ZnO 纳米结构等电点约为 pH 9.5，在 pH 7.0 的 PBS 中 Mn 掺杂 ZnO 表面带正电，可让带负电的 K+ 适配体直接自组装，无需...
表面等离子共振（SPR）生物传感器常用于生物分子相互作用和细胞表面分析的实时、动态、无标记检测，但在干细胞生物医学中的应用仍不足。本文开发了一种简单且敏感的方法，基于血管内皮钙黏蛋白（VE-cadherin，CD144）生物标志物，评估人间充质干细胞（hAMSCs）在14天内向内皮谱系转分化的过程。随着细胞表面VE-cadherin...
本文报道了一种微型化、鲁棒的局域表面等离子共振（LSPR）耦合光纤（FO）纳米探针，用于DNA杂交检测和DNA浓度测量。该探针通过电子束光刻和剥离工艺在单模光纤端面上构建金属纳米结构阵列，形成金纳米盘LSPR传感界面。巯基化单链DNA探针通过金-硫键自组装固定于金纳米盘表面，与互补靶DNA杂交后改变界面折射率，进而引起LSPR反射峰...
本文报道了一种基于商用蓝光光盘的无标记纳米结构等离子体生物传感器，并集成简易微流控系统，用于高灵敏生物检测。作者利用蓝光光盘上周期性纳米狭缝阵列作为低成本、可重复的等离子体基底，通过电子束沉积制备50 nm和100 nm金膜，并在TM偏振白光反射测量中改变入射角进行光学表征。与以往垂直入射方案不同，增大入射角可增强灵敏度并窄化共振线...
本文提出一种基于等离子体纳米光刻的表面等离子共振（SPR）无标记生物传感器，通过工程化电磁近场空间分布，使其与目标分子分布实现光-物质共定位，从而提高检测灵敏度。作者利用严格耦合波分析优化三角形银纳米孔阵列的周期与尺寸，在442 nm近场曝光下用正性光刻胶形成与633 nm SPR测量近场高度重叠的纳米孔图案。生物素化聚乙二醇硫醇（...
环境监测领域近年来取得显著进展，但污染物现场控制仍是难题。随着污染源增多，亟需高效预警系统。生物传感器设备曾被视为有前景的环境监测工具，但其微型化程度和完全实验室外操作能力限制了现场应用。近年来，基于倏逝场传感的纳米光子生物传感器凭借微型化、多路复用、无标记检测和芯片实验室集成能力，成为便携式即时诊断的突出选择。本综述概述了已提出的...
本文报道了一种可用于医疗领域的新型氧化锡纳米线场效应晶体管（SnO2 NW-FET），用于pH和蛋白质检测。该器件通过生物液体作为液体栅极调制FET沟道载流子输运，实现传感概念验证。低温原子层沉积（ALD）制备的超薄Al2O3层作为H+敏感层，同时保护SnO2纳米线；在pH 3至10范围内表现出良好pH敏感性。蛋白质检测中，器件表面...
无标记光学生物传感器是药物发现中表征生物分子相互作用的有力工具。本研究描述了实验室常用四种生物传感器平台，用于评估十种高亲和力抗人前蛋白转化酶枯草溶菌素9型（PCSK9）单克隆抗体（mAb）的结合亲和力与动力学。Biacore T100 和 ProteOn XPR36 均基于表面等离子共振（SPR）技术，前者采用四个串联流路，后者通...
微小RNA（miRNA）在疾病诊断与预后中具有重要价值。由于响应快速、灵敏度高，硅纳米线（SiNW）生物传感器被视为 miRNA 检测的潜在工具。本文介绍一种基于多晶硅纳米线（poly-SiNW）生物传感器直接检测 miRNA 的方法。该传感器以 ssDNA 为识别探针，无需荧光、酶或纳米标记物，通过测量源漏间电流-电压曲线并计算电...