高灵敏、短出结果时间且能检测血清等体液生物标志物的生物传感器是现代医疗早期诊断的重要前提。本文报道了一种基于电化学阻抗谱（EIS）的无标记传感器，用于检测血清中的人白细胞介素-8（IL-8，CXCL8），该促血管生成趋化因子与多种炎症疾病相关。传感器采用基于半胱蛋白酶支架的小型、稳健合成非抗体捕获蛋白，经噬菌体展示筛选，对人IL-8...
本文报道了一种基于长周期光纤光栅（LPG）反射模式工作的光纤纳米光极生物传感器，用于检测人甲状腺球蛋白（Tg/TG），该蛋白是分化型甲状腺癌的重要标志物。该反射型LPG（RT-LPG）传感器表面涂覆单层无规聚苯乙烯（aPS），并在其上吸附高亲和力的抗Tg单克隆抗体，从而在细针穿刺活检的针洗脱液中实现Tg的无标记检测，检测浓度可用于术...
肠炎沙门氏菌通过污染新鲜食品和水体危害公共卫生，亟需快速检测技术以控制其传播。本研究设计了一种由特异性肠炎沙门氏菌适配体与杂交信号靶序列组成的捕获探针复合物，用于直接识别活肠炎沙门氏菌。当存在目标活菌时，适配体与菌体结合并释放单链靶序列，进而启动复制-切割反应，产生大量3′端带连接链的G-四链体结构。随后，该传感体系首次利用二次连接...
本文综述了面向即时检测（Point-of-Need, PoN）应用的平面光学干涉生物传感器研究进展。干涉式换能器因无标记检测性能可达到约10^-8的有效折射率变化，被视为具有商业化潜力的PoN传感方案。文章系统介绍了马赫-曾德尔干涉仪（MZI）、杨氏干涉仪（YI）、宽带/多波长干涉仪以及双模干涉仪的工作原理、器件设计、微纳制备工艺和...
丝核菌属的土传病原菌 Fusarium virguliforme 引起大豆突然死亡综合征（SDS），可导致大豆严重减产并造成经济损失。已有研究表明，该病原菌产生的 FvTox1 毒素可能是叶部 SDS 的主要致病因子；在转基因大豆中表达抗 FvTox1 单链可变片段抗体可中和参与叶部 SDS 发展的 FvTox1 毒素。本文利用生物...
本文报道了一种基于石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片的高灵敏、高选择性、无标记荧光生物传感器，用于首次检测碱性磷酸酶（ALP）。该传感器利用高荧光、水分散性超薄 g-C3N4 纳米片作为荧光探针，并采用 ALP 在生物体系中的天然底物焦磷酸盐（PPi），因而具有较高催化效率。检测时，Cu2+ 与 g-C3N4 配位并通过光诱导电子转...
本文提出一种基于氧化镍（NiO）薄膜的无标记电化学免疫传感器，用于检测低密度脂蛋白（LDL）。p型半导体NiO薄膜通过射频磁控溅射技术沉积，并利用X射线衍射和傅里叶变换红外光谱对其结构、化学键合及表面特性进行表征。NiO薄膜被用作高效固定基质，通过EDC/NHS化学将抗载脂蛋白B-100抗体共价固定于其表面，从而构建免疫电极。随后采...
鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium，S. Typhimurium）是一种革兰氏阴性食源性病原菌，可导致全球大量住院和死亡。传统病原菌检测方法耗时长、劳动强度大，因此亟需更快速简便的检测手段。聚吡咯基聚合物因其固有化学与电学性质，已被证明是构建化学/生物传感器及功能表面的有价值候选材料；适配体也被证明可作为抗...
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）是引起蜂窝织炎、化脓性关节炎、败血症等感染的重要革兰阳性病原体。及时选择合适抗生素对临床退热和预防感染性心内膜炎、脓毒性休克等并发症至关重要。目前初始抗生素治疗多为经验性，因为细菌鉴定和药敏试验依赖培养法，通常需要 24 小时至 5 天。本文报道一种基...
本文验证了一种基于多孔硅（pSi）膜修饰电极的无标记电化学生物传感器，用于检测作为微生物污染指示模型的MS2噬菌体。多孔硅膜提供纳米通道结构，传感机制基于MS2与固定在通道内的捕获抗体结合后造成纳米通道部分堵塞。通过差分脉冲伏安法（DPV）测量到达电极表面的电活性物质氧化电流，定量表征通道堵塞程度。该免疫传感器在缓冲液中的检出限为6...
本文报道了一种用于在金表面上点样、培养并检测少量细胞（1至100个）分泌物的概念验证方法。为在机器人微移液过程中保持细胞水合环境，并实现同一芯片上不同细胞系的检测，作者采用生物相容性海藻酸聚合物进行原位包埋。该方法可将细胞封装在约30 nL的极小体积中，直接置于基底表面，并精确控制每个海藻酸微珠中的细胞数量。培养24 h后，贴壁细胞...
胰岛素是维持血糖稳态的关键激素，其缺乏或水平异常与多种糖尿病相关疾病有关。本文报道了一种还原氧化石墨烯（rGO）修饰的互指链电极（ICE）用于胰岛素的直接电容式检测。首先通过恒电位电沉积在 ICE 表面制备 rGO 层，随后依次用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）自组装单分子层、戊二醛（GA）和胰岛素抗体修饰电极，以构建特异性...
本文报道了一种用于水溶液中检测爆炸物2,4,6-三硝基甲苯（TNT）的选择性无标记生物传感器。该传感器以硅藻壳生物硅为发光基底，利用其与抗TNT单链抗体片段（scFv）共价偶联后形成的免疫复合物引起光致发光（PL）猝灭的原理进行信号读出。硅藻壳是硅藻壳壁形成的纳米多孔生物硅材料，在紫外激发下可发射强可见蓝光。作者从培养的海洋硅藻Pi...
细菌检测对保障食品与饮水安全具有重要意义。本文提出一种基于纳米孔阵列堵塞效应的快速细菌检测策略。传感膜由电化学刻蚀单晶硅制备的多孔硅（pSi）纳米孔阵列构成，并集成于 PDMS 微流控通道中。多孔硅表面经 APTES 和戊二醛活化后固定大肠杆菌抗体，可选择性捕获样品中的大肠杆菌。捕获的细菌在孔口形成空间位阻，降低纳米孔阵列对探针分子...
本文报道了一种基于长周期光纤光栅（LPG）的稳定、无标记酶生物传感器，用于检测甘油三酯（TGs）。作者采用共价结合法将脂肪酶（Lipase，Lip11）稳定固定于光纤表面，使酶的功能基团在光纤上保持活性连接。扫描电镜（SEM）和拉曼光谱证实了酶的固定，p-硝基苯基棕榈酸酯（PNP）酶活实验验证了固定层的稳定性。与需要多种酶的安培型生...
本文报道了一种基于 DNAzyme 的无标记液晶（LC）生物传感器，用于高灵敏检测 L-组氨酸。该传感器利用 L-组氨酸介导 DNAzyme 切割并诱导 DNA 双链形成，从而产生显著光学信号。首先，将适量捕获探针固定于玻璃片表面，使其对表面形貌改变尽可能小，使传感体系具有零背景。当目标物 L-组氨酸存在时，DNAzyme 被切割并...
本文报道了一种基于表面增强红外吸收（SEIRA）的红外等离激元生物传感器，用于在水溶液中无标记、实时监测仿生脂质膜。该传感器由电子束光刻制备的金纳米天线阵列构成，天线位于氟化钙（CaF2）基底上，并通过原子层沉积（ALD）修饰二氧化硅（SiO2）等薄层，以支持脂质囊泡吸附、破裂并形成支持脂质双层（SLB）。红外光激发纳米天线的局域表...
间充质干细胞（MSCs）在组织工程中具有重要应用潜力，作者此前报道其可在体外分化为肝细胞。然而，传统评估肝分化成熟度的方法需要较大细胞样本，且常需固定或标记，难以实时监测。拉曼光谱（RS）是一种基于分子非弹性散射获取细胞光谱的光学工具，近年来被用作无标记单细胞检测器，用于细胞表型变化、分化和诊断研究。本研究将 RS 用于实时监测活体...
本研究报道了一种基于氮化硅（Si3N4）非对称马赫-曾德尔干涉仪（aMZI）的光子生物传感器，用于牛奶中黄曲霉毒素M1（AFM1）的无标记检测。传感器采用标准CMOS工艺制备，传感臂上方开窗以暴露倏逝场，表面经巯基硅烷（MPTMS）修饰并定向固定抗AFM1抗体Fab1片段，再用聚乙二醇硫醇（mPEG-SH）封闭非特异性位点。当AFM...
铝基局域表面等离子共振（LSPR）材料具有成本低、天然丰度高、易于通过互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺加工等优点，相比贵金属等离子体材料更具应用潜力。然而，铝等离子体模式通常局限于紫外至绿光波段，折射率灵敏度较低且对形状高度敏感，限制了其在实际生物传感中的应用。本文报道了一种均匀准三维铝纳米金字塔阵列（Al NPA）结构，其紫外...