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 ...
在单离子水平研究金属离子与卟啉分子的相互作用仍具挑战。本文构建了一种基于α-溶血素（α-HL）纳米孔的无标记、实时传感方法，用于分析 Cu2+ 与 5,10,15,20-四(4-磺酸苯基)卟啉（TPPS）之间的相互作用。结果表明，Cu2+ 与 TPPS 形成的复合物在 α-HL 纳米孔中产生与游离 TPPS 明显不同的电子特征信号。...
压电生物传感器是一类基于亲和相互作用记录原理工作的分析装置。其核心压电平台或压电晶体通过表面结合质量引起振荡频率变化来实现传感。本综述系统介绍了表面修饰抗体或抗原、分子印迹聚合物、单链DNA等遗传信息以及有机或生化来源受体的压电生物传感器，并讨论了这些识别元件与纳米颗粒联用的应用。文章对当前文献进行了概述，并对所报道方法进行了评述。...
在复杂溶液中检测并定量生物分子是自然科学长期追求的目标，常用于生物标志物、污染物及其他目标分子检测。酶联免疫吸附测定（ELISA）是常用方法，通常以特异性抗体识别目标分子，并用标记二抗检测一抗，从而实现绝对定量。然而，抗体作为识别元件会降低方法稳健性，标记分子的使用也增加成本与操作复杂性。为克服这些限制，分子印迹技术通过围绕模板分子...
本文构建了一种基于银纳米柱的局域表面等离子共振（LSPR）生物传感器，用于内毒素检测。作者采用掠角沉积（GLAD）法制备可重复的银纳米柱，并用3-巯基丙酸（MPA）自组装单分子层（SAM）显著提高银纳米结构在水相中的稳定性。以多粘菌素B（PmB）为识别元件，传感器通过紫外-可见光谱监测LSPR峰波长移动，实现无标记检测。对大肠杆菌内...
本研究建立了一种基于表面等离子共振（SPR）的无标记免疫传感定量方法，用于类风湿关节炎（RA）患者接受阿达木单抗（adalimumab，抗TNF-α单克隆抗体）治疗时的治疗药物监测（TDM）。研究优化了配体固定前的预浓缩条件、传感器表面再生方案，并评估方法灵敏度，同时与ELISA免疫分析结果进行血浆样本定量比较。结果显示，患者血浆中...
本研究开发了一种简单、灵敏且选择性高的比色生物传感器，用于检测金黄色葡萄球菌肠毒素B（SEB）。该传感器以SEB结合适配体SEB2作为识别元件，以未修饰的金纳米颗粒（AuNPs）作为比色探针。检测基于SEB存在下适配体构象变化以及盐诱导AuNPs聚集，使溶液颜色由红色变为紫色，可用肉眼或紫外-可见分光光度计监测。结果表明，在给定高盐...
即时检测的快速发展要求生物传感器兼具高灵敏度与小型化。本文报道了一种光流体超表面生物传感器，将绝缘体上硅（SOI）纳米光子学与纳流体技术相结合，实现高性能横向流通检测。该超表面由 SOI 基底上周期性排列的硅纳米柱阵列构成，并功能化特定受体分子。将聚二甲基硅氧烷（PDMS）板直接键合到表面后，形成超紧凑器件，样品溶液仅能在纳米柱之间...
乳腺癌是女性癌症死亡的主要原因，早期诊断与合适治疗可显著提高五年生存率。微波乳腺成像被认为最有潜力成为当前 X 线乳腺摄影的替代或补充工具，用于乳腺癌检测。微波乳腺图像质量受微波传感器、传感器阵列、阵列中传感器数量及传感器尺寸影响，传感器阵列和单个传感器在微波乳腺成像系统中起关键作用。近年来，众多微波生物传感器被开发用于生物医学应用...
本文提出一种通过器件结构微调实现信号放大的电学生物传感器方案，以克服现有微型化电学生物传感器在制备复杂性和成本方面的限制。作者构建了耦合背栅的场效应晶体管（FET）生物传感器，将背栅作为预放大器，以提高对低丰度目标的检测灵敏度。器件采用绝缘体上硅（SOI）晶圆，顶层硅厚约70 nm，埋氧层（BOX）厚约145 nm。通过溶胶-凝胶法...