Plasmonic Mach-Zehnder interferometer for ultrasensitive on-chip biosensing.
本文实验演示了一种集成微流控芯片的等离子马赫-曾德尔干涉仪（plasmonic MZI）用于超灵敏光学生物传感。该器件在350 nm厚银膜上通过聚焦离子束刻蚀形成两条平行纳米狭缝，构成传感臂与参考臂；入射光经狭缝耦合到银膜上表面和下表面传播的表面等离子波，生物分子吸附改变上表面局部折射率，引起两臂相位差变化，并通过远场透射光谱的干涉...
High-resolution cantilever biosensor resonating at air-liquid in a microchannel.
本文报道了一种在微通道空气-液体界面共振的高质量敏感微悬臂梁生物传感器。该传感器通过测量目标分子选择性捕获引起的共振频率偏移实现无标记检测；面向液体的一面进行功能化，另一面暴露于空气以提高品质因子。界面共振品质因子为15，比完全浸没液体中提高50%；采用功率调制激光的光热效应激发，并用激光多普勒测速法检测振动。由于该构型，信噪比比完...
Aptamer biosensor for label-free square-wave voltammetry detection of angiogenin.
血管生成素（angiogenin, Ang）是最强促血管生成因子之一，与多种肿瘤的生长和转移密切相关。本文报道了一种简单、无标记的方波伏安法（SWV）适配体生物传感器用于检测 Ang。该传感器以抗 Ang 单链 DNA 适配体作为分子识别元件，以铁氰化钾/亚铁氰化钾（K4[Fe(CN)6]/K3[Fe(CN)6]）氧化还原电对作为探...
Development of a highly specific amine-terminated aptamer functionalized surface plasmon resonance biosensor for blood protein detection.
本文报道了一种适用于血液蛋白高特异性检测的通用表面等离子共振（SPR）生物传感器方法。研究以凝血酶（thrombin）及其结合适配体（aptamer）为模型体系，采用两步自组装单分子层（SAM）固定策略，将胺端 DNA 适配体共价固定于金修饰 SPR 传感表面。首先，在玻璃基底上沉积钛和金膜，随后用 3-巯基丙酸（MPA）形成 SA...
Biophysical profiling of tumor cell lines.
尽管肿瘤细胞遗传谱差异显著，但癌细胞共享促进侵袭和转移的表型特征，包括膜相关改变。本研究使用Corning Epic光学生物传感器实时监测源自结肠、骨、宫颈、肺和乳腺癌的肿瘤细胞系中细胞膜内及近膜区的动态质量重排。该方法无需外源信号分子，属于无标记检测。各细胞系在时间过程中呈现独特谱：均先升至最大值，但达峰速率、最大值及峰值后下降速...
Optical microchip array biosensor for multiplexed detection of bio-hazardous agents.
报道一种适用于快速检测多种生物危害因子的光学波导阵列生物传感器。SpectroSens 光学微芯片传感器包含多个空间分离的波导通道，每个通道集成高精度布拉格光栅，对折射率变化敏感；通过在不同传感通道表面选择性固定不同抗体作为生物识别元件，实现多分析物选择性检测。样品中目标抗原与表面固定抗体结合引起局部折射率变化，表现为特定通道反射光...
Vernier-cascade label-free biosensor with integrated arrayed waveguide grating for wavelength interrogation with low-cost broadband source.
近期，廉价绝缘体上硅（SOI）无标记生物传感器已可实现对生物相关分子的快速、准确定量检测，适用于医学诊断与药物开发。然而，虽然传感器芯片可低成本制备，准确监测其透射谱波长偏移通常需要昂贵可调谐激光器。为此，作者将高灵敏度Vernier级联传感器与阵列波导光栅（AWG）光谱滤波器集成，使传感器透射谱被划分为多个波长通道并传输至空间分离...
Silicon-nanowire-based CMOS-compatible field-effect transistor nanosensors for ultrasensitive electrical detection of nucleic acids.
本文报道了一种新型半导体硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器阵列，用于核酸的超灵敏、无标记和实时电学检测。作者采用与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容的各向异性自停止湿法刻蚀技术，自上而下制备出尺寸均一、高长径比的单晶硅纳米线阵列。硅纳米线具有三角形截面，宽度可控制在20–200 nm，表面具有较高比表面积，并可...
Label-free electrochemical measurement of protein tyrosine kinase activity and inhibition based on electro-catalyzed tyrosine signaling.
本文报道了一种用于测定蛋白酪氨酸激酶（PTK）活性的新型无标记电化学方法。以与多种实体瘤相关的表皮生长因子受体（EGFR）为模型激酶，将EGFR底物poly(glu, tyr)(4:1)多肽通过硅烷化学共价固定于氧化铟锡（ITO）电极表面。多肽中的酪氨酸（Tyr）残基作为电化学信号报告基团，其伏安电流可被溶解态电子媒介体Os(bpy...
Effect of nanowire number, diameter, and doping density on nano-FET biosensor sensitivity.
半导体纳米线生物传感器可实现生物分子的无标记检测，纳米场效应晶体管（nano-FET）已展现出对蛋白质、核酸和病毒的高灵敏度。已有研究多基于理论预测提出器件设计方法，但关于纳米线直径、掺杂密度和数量对 nano-FET 灵敏度影响的实验研究较少。本研究提出一种结合平行制备策略与扫描电子显微镜内纳米操纵后处理的方法，用于构建纳米线参数...
In situ biosensing with a surface plasmon resonance fiber grating aptasensor.
基于光纤的表面等离子共振（SPR）生物传感器可作为监测生物分子相互作用的低成本、易实现平台，用于原位甚至可能体内监测。本研究采用在纤芯中刻写倾斜光纤布拉格光栅（TFBG）的标准单模光纤，在宽外部折射率范围内激发光纤表面 SPR，且对温度交叉灵敏度低，不破坏光纤结构。该无标记生物识别方案通过金涂层光纤表面固定适配体实现，适配体为可与目...
A survey of the 2006-2009 quartz crystal microbalance biosensor literature.
自本系列首次报道压电声学传感器以来，使用石英晶体微天平（QCM）的论文数量持续稳步增长。2001年至2009年，QCM年发文量由49篇增至273篇，2004年至2008年间年发文量增长约两倍。与上一综述周期相比，QCM在蛋白质表面吸附（增长93%）、止血/稳态（增长67%）、蛋白质-蛋白质相互作用（增长40%）和碳水化合物（增长43...
Polyaniline protected gold nanoparticles based mediator and label free electrochemical cortisol biosensor.
聚苯胺保护金纳米颗粒（PPAuNPs）经电泳沉积于金电极表面，用于构建无标记、无介质的皮质醇电化学生物传感器。皮质醇特异性单克隆抗体（C-Mab）通过 EDC/NHS 化学共价固定于 PPAuNP/Au 电极表面，牛血清白蛋白（BSA）用于封闭非特异性吸附。采用透射电镜、原子力显微镜和电化学阻抗谱表征 PPAuNP 形成及电极制备过...
MEMS biosensor for detection of Hepatitis A and C viruses in serum.
本文报道了一种用于无标记、实时监测分析物并检测生物分子的共振微悬臂梁阵列生物传感器。电镀镍MEMS微悬臂梁经肝炎抗体功能化后，用于检测不同浓度的甲型肝炎病毒（HAV）和丙型肝炎病毒（HCV）抗原；抗原直接加入未稀释牛血清中。所有功能化、孵育和测量均在专门设计的流池液相环境中完成，悬臂梁全程不干燥。驱动与传感均远程实现，因此MEMS悬...
A rational approach in probe design for nucleic acid-based biosensing.
核酸传感在基础与应用化学研究中备受关注，成功构建核酸传感器的关键之一是探针设计及其在芯片表面的固定。本文证明，理性选择生物探针会显著影响传感器的分析性能。作者采用一种简单且免费可用的计算程序，对给定靶序列进行探针设计，并将结果直接应用于核酸传感。研究建立了一套优化且可重复的计算机辅助探针设计策略，并以光学换能实验加以验证。其中，表面...
Plasmonic properties of the multispot copper-capped nanoparticle array chip and its application to optical biosensors for pathogen detection of multiplex DNAs.
提出并开发了一种基于局域表面等离子共振（LSPR）的光学生物传感器，其核心为多斑点铜帽纳米颗粒阵列（MC-NPA）芯片。铜薄膜作为壳层，以帽状结构有序覆盖在作为芯的二氧化硅纳米颗粒顶部，形成“铜帽纳米颗粒阵列芯片”。通过控制沉积铜壳厚度，系统研究了该纳米结构的等离子体光学性质，并定量评估了芯片对体相折射率（RI）变化的灵敏度。结果显...
Microfluidic electrochemical sensor array for characterizing protein interactions with various functionalized surfaces.
本文报道了一种用于快速、灵敏探测蛋白质在不同功能化表面吸附行为的微流控平台。针对特定分析物定制传感器表面是便携式气体/液体传感器和药物筛选中的关键问题，而选择合适表面化学以抑制非特异性结合通常需要反复试验。该装置集成了一组电化学传感器阵列，可对这些结合相互作用进行快速、灵敏、无标记检测。电极布局允许在一个方向上分别装载不同表面化学，...
Rapid label-free identification of mixed bacterial infections by surface plasmon resonance.
背景：混合需氧-厌氧感染因复杂环境中表型变化而难以早期检测。表面等离子共振（SPR）生物传感器可无标记、灵敏地检测DNA相互作用。方法：本研究开发单链DNA（ssDNA）扩增技术并改造SPR系统，快速同时检测铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、破伤风梭菌和产气荚膜梭菌的混合感染。结果：循环检测井提高灵敏度，串联探针阵列降低非特异杂交；16...
Fiber loop ringdown DNA and bacteria sensors.
本文报道一种基于折射率的光纤环腔衰减倏逝场（FLRD-EF）生物传感器。传感信号为环腔衰减时间常数，利用激光脉冲在光纤环路中多次往返，使检测灵敏度随通过次数增强。传感器头采用部分刻蚀单模光纤，通过倏逝场与外部介质相互作用实现无标记检测。作者演示了三种不同单链DNA和一种大肠杆菌在去离子水溶液中的体相折射率检测，并证明不同DNA因体相...
Label-free, chemiresistor immunosensor for stress biomarker cortisol in saliva.
唾液皮质醇是反映下丘脑-垂体-肾上腺轴应激反应的重要生物标志物，但现有免疫分析多依赖中心实验室，存在样本采集、运输、储存和分析流程繁琐等问题。为实现使用点快速检测，本文报道了一种基于单壁碳纳米管（SWNT）化学电阻换能器的超灵敏、无标记免疫传感器。SWNT 经 1-芘甲基胺（PMA）非共价功能化后，与皮质醇类似物 cortisol-...