Near-field Terahertz Sensing of HeLa Cells and
无标记太赫兹（THz）生物传感器在生物材料检测和即时诊断中具有潜力，但太赫兹衍射极限以及缺乏发射器集成的太赫兹生物传感器限制了高分辨率近场无标记太赫兹传感的发展。本文首次通过单片集成非对称双开环谐振器超材料与铁磁异质结自旋电子太赫兹发射器，实现了一种太赫兹发射生物传感器。该器件具有共振频率为1.02 THz的电磁感应透明（EITA）...
Label-Free and Regenerable Aptasensor for Real-Time Detection of Cadmium(II) by Dual Polarization Interferometry.
本文报道了一种基于双偏振干涉仪（DPI）的无标记、可再生适配体生物传感器，用于实时检测镉离子（Cd2+）并研究其与适配体的相互作用机制。该传感器通过逐层组装法构建：聚乙烯亚胺（PEI）先吸附于硅氮氧化物芯片表面，T30寡核苷酸经静电作用固定，随后含Cd2+特异性适配体序列和A15同聚腺嘌呤序列的40-mer DNA探针与T30杂交固...
An Analysis of a Compact Label-Free Guiding-Wave Biosensor Based on a Semiconductor-Clad Dielectric Strip Waveguide.
本文提出并分析了一种紧凑、集成、无标记的半导体包覆介质条波导生物传感器。该器件采用与CMOS工艺兼容的材料，包括非晶硅（a-Si）包覆层和氮氧化硅（SiON）介质波导，基底为二氧化硅（SiO2）。作者采用三维光束传播法（BPM）对器件光学性能进行建模，研究其对体折射率变化和表面生物膜厚度变化的响应，并考察尺寸与材料参数偏差对性能的影...
Label-free liquid crystal-based biosensor for detection of dopamine using DNA aptamer as a recognition probe.
本文报道了一种基于液晶的无标记生物传感器，用于在水溶液中检测多巴胺（DA），并以多巴胺结合适配体（DBA）作为识别元件。该体系中，二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵（DMOAP）自组装单层固定于玻璃片上，其长烷基链使液晶（LC）分子保持垂直取向。戊二醛（GA）作为交联剂，将DBA固定于玻璃片表面。当DA与DBA特异性结...
MicroRNA-155 complementation on a chemically functionalized dual electrode surface for determining breast cancer.
本研究针对乳腺癌早期诊断需求，将 microRNA-155 表达水平与乳腺癌进展关联，并建立其定量检测方法。目标 miRNA-155 序列通过固定在化学功能化叉指双电极（IDE）表面的捕获探针进行互补识别。传感器以硅/二氧化硅基底上的铝叉指电极为换能器，采用 3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（GOPTS）修饰表面，经链霉亲和素固定生...
Aptamers vs. antibodies as capture probes in optical porous silicon biosensors.
过去十年，适配体作为生物传感器识别元件展现出优于抗体的潜力，但二者在相同条件下的系统比较仍有限。本研究在氧化多孔硅（PSiO2）纳米薄膜上分别固定抗His标签适配体6H7和抗His标签单克隆抗体，并以6×His酪氨酸酶为模型靶标，采用反射干涉傅里叶变换光谱（RIFTS）进行实时、无标记检测。抗体随机固定时性能较差；而Fc定向固定后，...
Real-time and label-free detection of VKORC1 genes based on a magnetoelastic biosensor for warfarin therapy.
华法林是治疗血栓性疾病最常用的抗凝药，但治疗窗窄，浓度微小变化即可引起不良反应或治疗失败，因此治疗期间需实时、灵敏、稳定地监测剂量。华法林剂量个体差异主要由药物代谢相关基因型决定，其中维生素K环氧化物还原酶复合体亚基1（VKORC1）基因多态性，尤其是-1639G>A位点，是预测华法林疗效的重要标志。本文基于Metglas合金282...
Highly sensitive and label-free digital detection of whole cell E. coli with Interferometric Reflectance Imaging.
细菌性感染疾病严重威胁人类健康，及时、敏感地检测病原菌对识别污染和阻断传染病传播至关重要。传统细菌检测方法存在复杂、耗时、成本高及灵敏度不足等局限，因此发展新型生物传感器具有重要意义。无标记、全菌检测相比依赖荧光标记或细菌分子组分检测更具优势，可省去标记或提取目标组分所需的时间和成本。本文报道了一种基于干涉反射成像传感器（IRIS）...
Continuous Detection of Increasing Concentrations of Thrombin Employing a Label-Free Photonic Crystal Aptasensor.
凝血酶生成是血管损伤后血液凝血酶浓度发生动态变化的复杂且精细调控过程。为表征该过程的启动阶段，即凝血酶浓度处于纳摩尔每升范围，本文提出一种无标记光学适配体传感器。该传感器将硅一维光子晶体波纹波导结构与表面固定的凝血酶结合适配体相结合，以适配体作为生物识别元件。实验证明，该传感器能够特异性检测270 pmol/L至27 nmol/L范...
A novel, label-free liquid crystal biosensor for Parkinson's disease related alpha-synuclein.
本研究开发了一种基于 DNA 适配体的无标记液晶生物传感器，用于检测帕金森病相关生物标志物 α-突触核蛋白（alpha-synuclein, α-syn）。α-syn 在脑脊液和血液中的含量与帕金森病相关，是早期诊断的潜在标志物，但现有 ELISA、Western blot、ThT 荧光和电化学方法通常繁琐、昂贵且需要专业操作。作者...
Fast, sensitive and selective determination of herbicide glyphosate in water samples with a White Light Reflectance Spectroscopy immunosensor.
本文报道了一种基于白光反射光谱（WLRS）的无标记光学免疫传感器，用于饮用水样品中除草剂草甘膦的测定。该传感器通过实时监测SiO2/Si芯片表面生物分子相互作用，将免疫反应引起的反射干涉谱位移转化为有效生物分子吸附层厚度。芯片先以草甘膦蛋白偶联物功能化，再采用竞争性免疫分析格式进行检测；检测前，校准品和/或样品中的草甘膦经琥珀酸酐衍...
Ultra Sensitivity Silicon-Based Photonic Crystal Microcavity Biosensors for Plasma Protein Detection in Patients with Pancreatic Cancer.
本文报道了一种基于硅基光子晶体（PC）微腔的超灵敏生物传感器，用于胰腺癌患者血浆蛋白检测。作者采用193 nm紫外光刻和CMOS兼容工艺制备缺陷工程L13光子晶体微腔，并比较了不同品质因子Q和分析物填充分数fB对生物标志物检测灵敏度的影响。实验分别使用无纳米孔的常规L13微腔和引入纳米孔的高灵敏度L13微腔，在胰腺癌患者血浆样品中无...
High-Sensitivity Detection of IgG Operating near the Dispersion Turning Point in Tapered Two-Mode Fibers.
传统免疫球蛋白G（IgG）检测方法如酶联免疫吸附试验（ELISA）虽灵敏准确，但存在检测时间长、步骤多、成本高和依赖复杂仪器等问题。本文提出一种基于锥形双模光纤（TTMF）的无标记光学生物传感器，用于痕量IgG检测。器件由输入单模光纤（SMF）、锥形双模光纤段和输出SMF构成，利用HE11与HE21模干涉，并在色散转折点（DTP）附...
Immunosensor Based on Long-Period Fiber Gratings for Detection of Viruses Causing Gastroenteritis.
诺如病毒是全球急性胃肠炎的主要病因，其快速检测对医学诊断至关重要。本文报道了一种用于检测诺如病毒病毒样颗粒（VLPs）的快速、灵敏且选择性光纤生物传感器。该传感器基于高灵敏长周期光纤光栅（LPFGs），其表面涂覆针对诺如病毒主要衣壳蛋白的抗体。作者验证了多种表面修饰方法，以实现蛋白受体在 LPFG 表面的可靠固定。在无标记方式下，该...
Guided mode resonance sensor for the parallel detection of multiple protein biomarkers in human urine with high sensitivity.
全球医疗成本上升和疾病管理新需求推动低成本生物传感方式的发展，例如基于介电共振的无标记光子检测方法。本文利用导模共振（GMR）传感器兼具传感与成像的能力，在未稀释人尿中并行检测多种蛋白生物标志物，包括肌钙蛋白、降钙素原和C反应蛋白。该类生物传感器的关键要求是能够简单、直接地功能化合适抗体，以实现疾病特异性蛋白检测。研究中采用琥珀酰亚...
A multiple mode integrated biosensor based on higher order Fano metamaterials.
本文提出一种基于高阶 Fano 超材料（FRMMs）的多模式集成生物传感器。该传感器由不对称 U 形谐振器与矩形条谐振器构成，在 x 偏振和 y 偏振太赫兹波激励下分别激发四极（Qx、Qy）、八极（Ox、Oy）和十六极（Hx）Fano 共振模式。通过整合各共振模式的频率偏移 Δf，可无标记检测肺癌细胞 A549 的浓度；不同细胞浓度...
Graphene oxide-functionalized long period fiber grating for ultrafast label-free glucose biosensor.
本文报道了一种基于长周期光纤光栅（LPFG）的无标记葡萄糖生物传感器。该传感器通过化学交联法在LPFG表面功能化氧化石墨烯（GO）和葡萄糖氧化酶（GOD）。GO涂覆于LPFG表面，凭借其极高的比表面积和丰富结合位点，可高效固定GOD。作者采用光学显微镜、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜...
Rapid and label-free metamaterial-based biosensor for fatty acid detection with terahertz time-domain spectroscopy.
本文开发了一种基于太赫兹时域光谱（THz-TDS）与超材料太赫兹传感器相结合的快速脂肪酸（FA）检测方法。作者测量了具有不同双键数的油酸、亚油酸和α-亚麻酸，以及具有不同构象的α-亚麻酸和γ-亚麻酸的太赫兹响应。为解释四种脂肪酸引起的谐振频率红移，进一步在太赫兹波段测量了它们的介电常数。同时尝试用拉曼光谱识别四种脂肪酸，但由于荧光干...
Label-free detection of nosocomial bacteria using a nanophotonic interferometric biosensor.
医院感染是全球重大公共卫生问题，早期准确识别病原体对及时治疗和防止败血症等危重并发症至关重要。本文基于双模波导干涉仪（BiMW）构建了一种超灵敏纳米光子生物传感器，用于快速、无标记检测铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）。作者采用聚乙二醇化硅烷（silane-PEG-CO...
A Label-Free, Non-Intrusive, and Rapid Monitoring of Bacterial Growth on Solid Medium Using Microwave Biosensor.
微波谐振器传感器因可无接触、无标记监测液体培养基中细菌生长而备受关注。本文提出一种基于一对平面开环谐振器（SRR）的新型无标记微波生物传感器，用于非侵入式监测固体琼脂培养基上的细菌生长。传感器由两个谐振频率略有差异的 SRR 构成，以差分方式工作；以传输系数 S21 作为传感响应，设计并测得的品质因子高于 200，以保证高分辨率。1...