本文提出一种制备1-氨基芘/石墨烯（ApG）杂化材料的简便方法，用于构建无标记电化学阻抗基因传感器。石墨烯为单层sp2碳原子二维片层，1-氨基芘（1-Ap）的芘基通过π-π堆积作用锚定在石墨烯表面，从而改善石墨烯分散稳定性并保持其高比表面积、导电性和生物相容性。作者采用透射电镜（TEM）、循环伏安（CV）、电化学阻抗谱（EIS）、紫...
本文报道了一种便携、易用的生物传感器平台，可在未稀释动物血清中无标记检测诊断标志物，并以抗沙门氏菌抗体检测为例进行验证。该平台采用单波长反射法（1-lambda-Reflectometry）作为检测手段，使传感器具有便携、低成本和稳健的特点。识别元件为鼠伤寒沙门氏菌脂多糖（LPS），通过疏水相互作用固定在换能器表面，形成敏感层，以直...
microRNA 因在生物过程中的调控功能而受到广泛关注，但实际样品中含量低且序列短，使其检测极具挑战。本研究首次设计了一种基于 p19 蛋白氧化信号的电化学生物传感器，用于检测 miR-21。该方法直接、快速、灵敏、廉价且无标记。p19 蛋白对 20–23 碱基对双链 RNA 具有结合特异性，并通过与 miRNA 的直接或水介导分...
流感病毒通过其表面血凝素（HA）与宿主细胞糖链相互作用而侵入细胞并传播，导致全球快速感染。本研究首次利用糖链固定化场效应晶体管（FET）生物传感器，在阿托摩尔水平实现流感A病毒HA分子H1与H5的传感和鉴别。直接固定于FET器件SiO2表面的小分子糖链受体，充分利用FET电荷可检测区域（Debye长度），在蛋白质高灵敏检测中具有优势...
本文报道了一种无标记、高灵敏的电化学阻抗谱（EIS）适配体传感器，用于检测钾离子（K+）。该传感器基于构象变化，采用K+稳定的富含鸟嘌呤（G）的单链DNA（ssDNA）作为识别元件。在K+检测中，以[Fe(CN)6]3-/4-为氧化还原探针，监测传感器界面电子转移电阻（Rct）的变化。K+存在时，富G DNA折叠为G-四链体结构，K...
本研究考察了表面修饰方案与电极尺寸对无标记电化学生物传感器性能的影响，旨在建立用于创伤性脑损伤（TBI）生物标志物诊断的高效无标记电化学检测方法。作者分别制备了微盘电极阵列（MDEA，6个直径100 μm微盘）和梳状结构宏电极（MECS，3.2 mm×5.5 mm、齿宽5 μm、齿距10 μm），并采用两种优化方案构建二硫代双（琥珀...
本文提出一种基于偏振方向旋转的比色表面等离子共振（SPR）成像生物传感器阵列。该传感器测量表面等离子激元激发时 p 偏振与 s 偏振之间陡峭相位差引起的光谱特性变化，从而在无需复杂相位调制和相位提取的情况下提高 SPR 成像传感器的分辨率。其二维成像能力支持多路、高通量阵列式同时检测多种生物分子相互作用。实验以抗牛血清白蛋白抗体（a...
microRNA（miRNA）是一类通过翻译抑制或信使RNA降解调控基因表达的小RNA分子，在癌症诊断和预后中可作为可靠的分子生物标志物，因此亟需简单、灵敏且低成本的检测方法。RNA与DNA的主要结构差异在于核糖2′位存在羟基，使RNA链端含有顺式二醇；亲水性硼酸可与顺式二醇形成共价硼酸酯键。本文报道了一种基于硼酸酯共价键形成和金纳...
本研究利用智能手机内置摄像头作为光谱仪，演示了智能手机作为无标记光子晶体生物传感器检测仪器的可行性。定制支架使手机与光学元件保持固定对准，从而准确、重复地测量传感器共振波长偏移。外部宽带光经入射小孔后准直并线性偏振，再正入射通过生物传感器；光子晶体仅共振反射窄带波长，其余波长透射。衍射光栅将剩余波长分散到摄像头像素上，形成高分辨率透...
本文报道了一种基于微悬臂的蛋白质生物传感器，用于抗体检测。该传感器由金涂层微悬臂表面预功能化的生物素末端聚乙二醇（PEG）单分子层构成，随后通过生物素/中性亲和素（NeutrAvidin）特异性结合吸附 NeutrAvidin。NeutrAvidin 作为桥接层，连接生物素化表面与生物素化生物分子，例如生物素化牛血清白蛋白（biot...
本文报道了一种基于辅助探针的高灵敏、无标记阻抗生物传感器，用于特定DNA序列的检测。该传感器将硫醇修饰的辅助探针与捕获探针共同自组装在金电极表面，随后用6-巯基-1-己醇封闭非特异性结合位点，再与无标记报告探针杂交形成双链结构。加入目标DNA后，目标DNA与捕获探针杂交并置换报告探针的一部分；辅助探针作为固定器捕获该被置换片段，使报...
本文基于杂交靶 microRNA（miRNA）启动双链特异性核酸酶（DSN）切割杂交 DNA 捕获探针（CPs），开发了一种高灵敏、高选择性、无标记的 miRNA 电化学生物传感器。硫醇化 DNA 捕获探针通过自组装固定于金电极表面；电极与含靶 miRNA 的样品杂交后，miRNA-CP 双链中的 DNA 捕获探针被 DSN 切割，...
糖蛋白相互作用在细胞通讯、细胞黏附、细胞运输和免疫应答中发挥重要作用，但现有检测方法繁琐且昂贵。本文首次报道了一种基于硅纳米线（SiNW）的场效应晶体管（FET）生物传感器，通过共价固定未修饰碳水化合物于传感器表面，实现糖蛋白相互作用的无标记电学检测。作者采用自上而下工艺制备含255根SiNW、51个阵列簇的芯片，利用3-氨基丙基三...
本文提出一种基于槽波导中相位偏移布拉格光栅的新型硅光子生物传感器。该器件将光场集中在低折射率槽区，从而增强光与周围介质及生物分子的相互作用。布拉格光栅通过在波导外侧壁制作周期性波纹形成，并在光栅中部引入相位偏移，在阻带内产生尖锐谐振峰。实验在氯化钠盐溶液中测得 340 nm/RIU 的高折射率灵敏度和约 1.5×10^4 的高品质因...
硅光子生物传感器因可多路复用、低成本、适合芯片实验室而备受关注。本文表征了3 µm TE模式与10 µm双TE/TM模式硅光子微盘谐振器的传感性能，并验证其检测生物分子特异性捕获的能力。实验结果表明，TE模式与TM模式的折射率灵敏度分别为26 nm/RIU和142 nm/RIU，品质因子分别为3.3×10^4和1.6×10^4。10...
监测细胞细胞因子释放可研究细胞对外界刺激的反应。与传统比色法不同，无标记检测可实时研究细胞分泌，省去结合后的洗脱和标记步骤。然而，基于传感器表面质量积累的无标记技术检测小细胞因子结合到较大捕获抗体时，相对信号变化较小；捕获抗体从表面解吸会进一步加剧该问题。本文展示使用干涉反射成像传感器（IRIS）对促炎细胞因子白细胞介素-6（IL-...
肽和寡核苷酸（ON）的直接固相合成要求载体材料具有较高化学稳定性。本研究考察了两种氨基硅烷化合物——3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷（APDMES）对多孔氧化硅多层结构的钝化能力，用于制备光学无标记寡核苷酸生物传感器。作者还通过光谱反射法研究了在氨基硅烷修饰的多孔氧化硅表面经原位合成直接生长的13...
本研究报道了一种基于高空间分辨率成像椭偏仪的生物传感器，用于快速检测和分析甲壳类食品中的副肌球蛋白（tropomyosin, TM）过敏原。该方法建立了配体筛选、灵敏度测定及与传统检测方法比较的完整流程。研究筛选了三种对TM具有较高生物活性的单克隆抗体（2F9、4C7和2H6），并将其分别共价固定于硅片表面作为识别配体，用于捕获样品...
本文报道了一种基于局部表面等离子共振（LSPR）的高灵敏度无标记免疫传感器，用于检测 HIV-1。作者采用简单电化学沉积法在氧化铟锡（ITO）玻璃基底上制备了尺寸约 10–20 nm 的圆形金纳米点（Au-dots）均匀图案，作为 LSPR 换能层。随后利用金-硫醇自组装反应，将 HIV-1 中和性 gp120 单克隆抗体片段（2G...
本章介绍石英晶体微天平（QCM）作为无标记、实时相互作用与吸附分析技术。QCM基于压电石英晶体在交变电场下发生机械振动，其共振频率随晶体表面质量变化而改变；当溶液分析物直接吸附或经表面固定配体捕获形成吸附层时，频率变化可反映结合质量。与表面等离子共振（SPR）相比，QCM对吸附层结合水、溶剂化及构象/粘弹性变化更敏感，因此可补充SP...