无标记生物传感器能够实时检测抗原，并有望用于低成本、高特异、高灵敏的现场诊断与环境监测。基于电化学阻抗谱（EIS）的无标记生物传感器已用于细菌、病毒、DNA和蛋白质检测，但其商业化受到抗原结合后阻抗变化解释困难、表面污染和非特异结合导致信号重现性差等限制。本研究建立了一种电路模型，用于描述生物功能化表面的物理变化，并基于抗体–抗原周...
本文报道了一种稳定、无标记、基于噬菌体识别的大肠杆菌（E. coli）光纤生物传感器。作者利用超灵敏长周期光纤光栅（LPFG）作为换能器，将T4噬菌体通过APTES硅烷化和戊二醛交联共价固定于光纤表面，并以牛血清白蛋白（BSA）封闭非特异位点。检测时，样品中的E. coli与固定噬菌体特异性结合，引起光纤包层有效折射率和包层半径变化...
DNA的可及性与结合亲和力是影响表面生物传感器技术中杂交效率的两个关键参数，更高的可及性通常带来更高的杂交效率。传统方法常采用单链DNA与巯基己醇混合单层，以降低空间拥挤和静电排斥，提高表面固定寡核苷酸对互补目标DNA的可及性。本文未使用巯基己醇单层，而是通过在不同pH条件下进行微悬臂梁差值偏转测量，证明DNA表面杂交效率在pH 7...
近年来，基于 Pb2+ 特异性 RNA 切割 DNA 酶的 Pb2+ 生物传感器较多，但常因成本高、操作复杂及 RNA 不稳定而限制实际应用。本研究提出一种基于 Pb2+ 诱导变构 G-四联体（PS2.M）的无标记荧光生物传感器用于 Pb2+ 检测。在 K+ 存在下，N-甲基原卟啉 IX（NMM）可与 K+ 稳定的 G-四联体结合，...
本文提出一种用于芯片实验室的新型平台，将场效应晶体管（FET）生物传感器阵列嵌入数字微流控器件中。underlap FET 位于液滴驱动电极之间，可通过电润湿（EWOD）驱动含目标分子的液滴从入口移动到传感器区域，并与预存液滴合并。器件无需标记即可实时电学检测禽流感抗体（anti-AI）：当含 anti-AI 的液滴与传感器上的预存...
本研究将所开发的双通道配对表面等离子波生物传感器（PSPWB）用于猪源流感A（H1N1）病毒（S-OIV）的快速高灵敏检测。该传感器采用信号通道与参考通道振幅比进行归一化，显著提高了系统稳定性。在磷酸盐缓冲液（PBS）中，以S-OIV临床分离株浓度为18–1.8×10^6 PFU/mL进行表面等离子共振（SPR）信号拟合，得到双通道...
本文报道了一种基于β-环糊精/聚(N-乙酰苯胺)/碳纳米管复合修饰丝网印刷电极（CD/PNAANI/CNT/SPE）的无标记电化学DNA杂交生物传感器。该传感器利用进入β-环糊精空腔的单链DNA中鸟嘌呤（G）和腺嘌呤（A）的本征氧化信号进行杂交检测。由于双链DNA中G和A分别与互补的胞嘧啶和胸腺嘧啶结合，ssDNA的氧化信号显著高于...
随着光子折射率（RI）生物传感器灵敏度和检测限不断提高，温度依赖性成为主要挑战。本文提出一种基于氮化硅（SiN）槽波导的马赫-曾德尔干涉仪（MZI）生物传感器，通过设计传感臂与参考臂的长度比及利用 SiN 较低的热光系数，在不牺牲灵敏度和检测限的前提下实现低温度依赖。空气包覆条件下，测得表面灵敏度为 7.16 nm/(ngmm−2)...
作者提出一种基于光子晶体（PhC）结构选择性液体浸润的光流体生物传感器架构。该传感器由光子晶体平台上的半环腔与光流体慢光波导耦合构成，利用选择性浸润波导两侧空气孔形成低色散慢光区，使群指数 ng≈10 且群速度色散接近零，从而增强光场能量密度和光-物质相互作用。生物样品浸润环腔传感区后引起局部折射率变化，导致环腔共振波长发生漂移，通...
目前关于基于局域表面等离子共振（LSPR）的纳米生物传感器用于基因突变检测的报道较少。本研究旨在开发一种新型 LSPR 生物传感器用于检测 p53 基因突变。采用纳米球光刻法制备银纳米颗粒，设计 DNA 探针识别目标序列，并通过胺基配体共价偶联法固定于芯片表面。将合成寡核苷酸或从血液样本基因组 DNA 中 PCR 扩增的产物与固定探...
本文报道了一种基于双偏振干涉仪（DPI）的实时无标记检测技术，用于研究汞(II)离子（Hg2+）与21-mer富胸腺嘧啶寡核苷酸（MSO）的相互作用，并构建Hg2+生物传感器。该传感器利用胸腺嘧啶–Hg2+–胸腺嘧啶（T–Hg2+–T）配位化学，使MSO在Hg2+存在下由随机卷曲单链转变为发夹样构象。实验将高电荷聚阳离子聚乙亚胺（P...
前列腺特异性抗原（PSA）是前列腺癌筛查、诊断及治疗监测的重要标志物，正常男性血清中 PSA 含量通常仅为 0–4 ng/mL。本文构建了一种用于 PSA 检测的无标记电化学生物传感器，以石墨烯片–亚甲基蓝–壳聚糖（GS-MB-CS）纳米复合膜作为电极修饰材料。该纳米复合膜与电极结合牢固，可用于固定抗 PSA 抗体，修饰过程通过循环...
本文报道了一种用于检测双氯芬酸钠（DCF）的无标记电化学适配体传感器。为构建该生物传感器，将氨基功能化的双氯芬酸结合适配体（DBA）共价固定于玻璃碳电极（GCE）表面。当电极暴露于不同浓度 DCF 时，表面 DBA 的构象发生改变。DCF 的引入引起固定 DBA 构象变化，导致适配体传感器的电荷转移电阻降低；但将 GCE/DBA/D...
本文提出一种通过引入DNA功能化三维、自由站立纳米结构电极来改善探针-靶标识别的新概念。金纳米纤维电极在空气和常温条件下利用MHz超快激光材料加工制备。所开发的纳米纤维DNA生物传感器采用循环伏安法，以亚铁氰化物作为电化学氧化还原指示剂进行表征。目前，对提高DNA检测灵敏度具有重要意义的电化学信号增强仍是一大挑战。通过提高表面积/体...
自高土壤迁移性农药引入以来，地下水痕量污染一直是问题，阿特拉津即为一例。本文提出一种新型纳米孔便携式生物传感器件，可通过无标记检测识别阿特拉津痕量污染。该农药传感器由纳米多孔氧化铝膜与印刷电路板（PCB）平台集成构成；纳米多孔氧化铝在器件中形成高密度纳米受限空间。作者利用基于尺寸的阿特拉津小分子固定策略，设计了基于电化学阻抗谱（EI...
亲和常数（kd、ka 和 KD）可通过固定化配体方法（如免疫分析和无标记生物传感器技术）测定。本文提出一种新的表面等离子共振（SPR）阵列成像方法，可获得可视为单生物分子相互作用最佳估计的亲和常数。该方法将不同配体密度和分析物浓度下测得的速率常数（kd、ka）及解离平衡常数（KD）外推至零响应水平（KD_R0），从而模拟仅一个配体分...
本文报道了一种无需 PCR 扩增和分子标记即可检测细菌基因组 DNA 微量片段的电子传感平台。该系统采用碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）阵列，其电学特性可被活性区上极微弱的局部电荷所调制。研究以两种致病性大肠杆菌菌株评价器件检测性能，系统考察了合成寡核苷酸、未纯化和高纯度基因组 DNA 在不同浓度下的响应，并与非特异性结合进行...
碳水化合物识别广泛存在于自然界，在生物实体间初始附着中起重要作用。本文综述碳水化合物-蛋白相互作用能否作为抗体或核酸识别的替代方案用于检测与鉴定。当前碳水化合物用于生物检测体系的例子有限，主要挑战包括碳水化合物-蛋白相互作用亲和力弱、缺乏结构明确的通用碳水化合物支架，以及高信息量、实时、无标记检测技术尚不成熟。文章重点讨论自然界碳水...
超灵敏无标记生物传感器有望在医学诊断等领域产生重大影响。对于大多数硅基集成器件，必须用靶向配体对表面进行功能化，才能实现特异性生物检测。通常采用硅烷偶联剂固定靶向配体，但该方法往往导致整个器件表面发生生物偶联，并不理想。为克服这一问题，研究者发展了多种复杂封闭策略，以实现传感器表面的选择性图案化。近期，硅烷偶联剂被用于将生物分子连接...
本文报道了一种信号增强型、无标记且无试剂的电化学 DNA 生物传感器，其基于硫醇化羟基萘醌与硫醇化寡核苷酸构成的混合自组装单分子层。杂交引起的电化学变化不仅可用寡核苷酸靶标（作为模型）验证，也可用于检测与不同谱系结核分枝杆菌菌株相关的聚合酶链反应（PCR）产物。对于纯寡核苷酸，该体系具有较高灵敏度（约 300 pM DNA 靶标，即...