本文报道了一种基于微环谐振器（MRR）阵列的无标记光学传感系统，用于人血清白蛋白（HSA）检测。传感环表面经APTES硅烷化、EDC/NHS交联和PAMAM修饰后固定抗HSA抗体，使HSA特异性结合于微环倏逝场区域。当HSA结合时，局部折射率改变导致微环有效折射率变化，谐振波长发生漂移；系统通过波长询问实时监测相对漂移实现定量检测。...
2019冠状病毒病（COVID-19）大流行凸显人畜共患传染病对公共卫生的严重威胁，监测家养及与人密切接触动物中病原体循环至关重要。基于表面等离子共振（SPR）的光学生物传感器可直接、无标记、定量分析生物分子，灵敏度高、可靠性好，有望成为兽医感染监测工具。本研究建立多靶标COVID-19血清学等离子体生物传感器，用于欧洲常见家养动物...
石墨烯因其优异的物理性质而成为有前景的生物传感器材料。基于场效应晶体管（FET）的生物传感器可借助石墨烯的高载流子迁移率实现高灵敏度检测，但石墨烯-FET生物传感器尚未广泛实用化。本综述聚焦石墨烯-FET生物传感器，讨论其优势、开发挑战及解决方案。德拜屏蔽会使检测目标的表面电荷被溶液离子屏蔽而难以检测，可通过小分子受体及其结合后构象...
光子晶体（PC）是无标记传感、药物筛选、诊断和配体-受体相互作用分析中的有前途工具。PC表面模式成像已成为检测传感器表面多重结合事件的新方法。通过表面修饰和识别单元功能化，可实现癌症生物标志物、抗体和寡核苷酸的高灵敏检测。RAD51蛋白通过同源重组途径在DNA修复中起核心作用，对基因组稳定性至关重要，其过表达常与侵袭性癌症相关，因此...
生物标志物检测对疾病进展监测日益重要。唾液作为诊断样本具有安全、低成本和无创优势，其白细胞介素-8（IL-8）水平变化与阻塞性肺疾病、鳞状细胞癌、口腔癌和乳腺癌等疾病相关。传统蛋白检测方法如酶联免疫吸附试验（ELISA）、质谱和Western blot通常昂贵、复杂且耗时。本研究开发了一种基于光纤球谐振器的生物传感器，以无标记方式检...
本文报道了一种基于微腔光纤马赫–曾德尔干涉仪（MZI）的新型无标记光纤生物传感器，并用于DNA检测。该传感器通过标准通信单模光纤（SMF）的大横向偏移熔接制备，形成开放微腔结构，腔内液体样品可改变光路并影响干涉光谱。实验表明，该传感器在折射率（RI）测量中达到−17,905 nm/RIU的高灵敏度。在此基础上，利用3-氨基丙基三乙氧...
本文提出一种基于边缘场电容概念的双栅隧穿场效应晶体管生物传感器（FFC-bioTFET），用于无标记检测中性与带电生物分子。与传统在栅氧化层刻腔的 bio-TFET 相比，该器件在源区上方及栅金属附近的间隔层中形成空腔，简化工艺并提高可扩展性。当生物分子进入空腔时，其介电常数或电荷改变栅金属边缘场，进而调制源-沟道隧穿结的隧穿势垒宽...
本文报道了一种用于检测白介素-6（IL-6）的有机电化学晶体管（OECT）生物传感器。IL-6 是与慢性炎症、炎症老化、癌症及重症新冠感染等多种病理过程相关的重要细胞因子生物标志物。该传感器以聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）栅极为换能界面，通过在其表面电化学沉积金纳米颗粒（AuNP），再对硫醇化适配体...
光子生物传感器近年来取得重要进展，凭借光子共振可实现无标记检测，具有高灵敏度并有望用于即时检测。然而，生物界面及抗体等结合分子的高效、可靠固定仍是关键瓶颈，现有多种功能化方案导致性能差异较大。本文研究了一种基于聚多巴胺（PDA）的简单、稳健表面功能化协议，用于硅基光子生物传感器。该策略受贻贝在潮湿环境中利用多巴胺粘附多种表面的启发，...
二维材料在生物传感领域具有广阔前景，尤其是作为场效应晶体管（FET）中的传感通道。石墨烯是最常用且最具商业化潜力的二维材料之一，但将其用于生物传感仍需解决工作条件、灵敏度、选择性、可报告性和经济可行性等关键问题。基于石墨烯的场效应晶体管（gFET）通过生物受体-分析物结合事件引起石墨烯掺杂和/或静电门控效应，从而调制晶体管电学特性；...
病原体的连续监测在环境、医疗和食品工业中具有重要应用。石英晶体微天平（QCM）是一种基于压电效应测量表面附着质量的实时检测技术，因灵敏度高、检测速度快，在细菌和病毒早期感染诊断与疾病进程追踪中受到关注。本综述首先概述 QCM 生物传感方法的工作原理、常用识别元件及其局限性，随后总结 QCM 用于病原检测的代表性实例，重点讨论微流控磁...
水杨酸（SA）是阿司匹林的水解产物和活性形式，广泛存在于多种水果及其他食品中，食品与药物分析领域对其检测需求强烈。由于 SA 是小分子，适配体相比抗体更具优势。本研究采用文库固定化捕获-SELEX 方法筛选 SA 适配体。经 17 轮筛选，获得两个主要适配体家族。其中家族 1 的 SA1 适配体在硫黄素 T（ThT）荧光法中 Kd ...
无标记电化学生物传感器具有微型化、可扩展和数字化等优势，适合即时检测（POC）应用。在新冠疫情背景下，发展此类传感器对快速检测和疾病管理很重要。无标记电化学传感器常采用 [Fe(CN)6]3-/4- 氧化还原探针检测低浓度目标物，可显著提高灵敏度，但法拉第型传感器存在基线信号漂移问题，影响器件性能。本文采用巯基己酸（MHA）自组装单...
新冠疫情已造成全球超过680万人死亡，低成本、快速且准确的SARS-CoV-2检测技术对疫情监测和感染控制至关重要。本文以Gluconacetobacter hansenii产生的细菌纤维素（BC）为可生物降解柔性基底，通过丝网印刷碳墨和Ag/AgCl导电墨构建三电极器件，开发一种无标记电位生物传感器。工作电极滴涂胺功能化氧化石墨烯...
抗体生物素化是通过化学修饰抗体上的特定功能基团，将生物素分子连接到抗体上，且不改变其抗原识别特异性的过程。生物素是一种小分子维生素，可与链霉亲和素（streptavidin, STV）形成强而特异的生物素-STV复合物，该相互作用因亲和力高、稳定性强而被广泛用于生物传感器。生物传感器利用抗体、酶或核酸等生物识别元件检测和定量样品中的...
近期SARS-CoV-2大流行凸显了低成本、便携式病毒诊断和疫苗效力监测的迫切需求。电化学免疫传感相比传统分子光谱方法具有快速、低成本、灵敏和便携等优势，但提高结合效率与灵敏度仍需研究。本研究开发了一种基于石墨烯量子点（GQDs）功能化屏印碳电极（SPCE）的无标记电化学免疫传感器，用于检测抗SARS-CoV-2刺突蛋白（S蛋白）I...
基于表面等离子共振（SPR）的折射率传感是一种高效的无标记生物分子检测技术，其性能取决于传感层的介电性质与结构。薄金属膜中的金纳米孔阵列（NHA）具有较好的折射率灵敏度，但共振线宽通常较大，限制了其在生物传感中的实际应用。将宽等离子体模式与锐利光学共振耦合可减小峰宽，但可能降低灵敏度。本文采用有限差分时间域（FDTD）模拟，研究金-...
针对食管鳞状细胞癌早期诊断中 NY-ESO-1 自身抗体的检测需求，本文提出一种基于倾斜光纤布拉格光栅（TFBG）的表面等离子生物传感器。传感器由锗掺杂单模光纤中刻写的18° TFBG构成，光纤表面磁控溅射约50 nm金膜并退火，以激发表面等离子波；金属表面经11-巯基十一烷酸自组装、EDC/NHS活化后固定自身免疫性癌症/睾丸抗原...
2019冠状病毒病（COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）引起。目前SARS-CoV-2诊断主要依赖核酸检测，但该方法需要专业设备、专业人员且耗时较长，因此亟需灵敏、简便、快速、低成本的检测技术。石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器凭借高灵敏度、快速检测、无标记操作和低检出限等优势，成为SAR...
本文报道了一种工作频率为0–3.8 THz的多共振太赫兹（THz）超材料完美吸收体（MPA）生物传感器，用于检测微生物（如真菌、酵母）和小麦农药。该传感器在f1=1.7 THz、f2=2.8 THz、f3=3.2 THz和f4=3.5 THz处实现近100%吸收。设计时使共振器间隙面积与微生物尺寸匹配，并对不同结构参数下吸收峰幅值与...