A multi-functional plasmonic biosensor.
本文提出一种基于纳米结构开口环谐振器（SRR）的无耦合器多模折射率生物传感器。所制备的 SRR 阵列呈现多个反射峰，其光谱位置对局部介电环境敏感，并可用驻波等离子体共振模型定量描述，从而为多模折射率（MMRI）传感器提供设计规则。研究进一步表明，低阶共振模因电磁场局域更强而具有更高灵敏度，但检测长度较短，通常在 500 nm 以内；...
Quartz crystal microbalance-based biosensor for the detection of α-thalassemia 1 (SEA deletion).
本文报道了一种基于石英晶体微天平（QCM）的无标记DNA压电生物传感器，用于检测导致α-地中海贫血1（SEA缺失）的异常人类珠蛋白基因。传感器以12 MHz AT切石英晶体金电极为基底，经热piranha溶液清洁后，用巯基丙酸（MPA）自组装形成羧基表面，并以EDC和NHS活化，通过氨基共价结合亲和素（avidin），再用乙醇酰胺盐...
Immobilizing topoisomerase I on a surface plasmon resonance biosensor chip to screen for inhibitors.
拓扑异构酶 I（TopI）反应中间体是由酶与切口 DNA 共价连接形成的 TopI-DNA 复合物，可被抑制剂捕获并导致再连接失败。表面等离子共振（SPR）已用于 TopI 抑制研究，但多数方法将小分子或短序列核苷酸固定于芯片，而将 TopI 作为流动分析物。本研究建立了一种将 TopI 蛋白固定于 SPR 芯片的无标记检测方法，并...
Biosensors with label-free detection designed for diagnostic applications.
自1962年Clark和Lyons提出首个葡萄糖生物传感器以来，诊断应用对生物传感器的需求持续增长。早期研究主要关注检测原理和识别元件，而生物传感器封装与微流控集成直到近年才受到重视。然而，要获得用户友好且性能可靠的分析装置，必须将识别元件、换能器、封装和微流控系统作为整体进行设计。本综述概述了将适合诊断应用的生物传感器集成到封装中...
Comparison of label-free biosensing in microplate, microfluidic, and spot-based affinity capture assays.
本研究结合实验检测与流体动力学有限元模拟，直接比较了四种无标记生物传感检测配置的性能极限：将光子晶体生物传感器集成于微孔板孔底或微流控通道中，并分别比较捕获配体全表面涂覆与局部点状固定两种情形。以肿瘤坏死因子-α（TNF-α）为模型分析物，采用固定化抗TNF-α捕获抗体进行蛋白-抗体结合检测。结果表明，微流控检测格式可显著缩短达到稳...
Real-time biomolecular binding detection using a sensitive photonic crystal biosensor.
实时测量特异性生物分子相互作用对生物研究至关重要。虽然已发展多种无标记生物分子结合监测技术，但测量极小分子结合动力学、检测低浓度分析物或低亲和力相互作用仍具挑战。本研究报道了一种高灵敏度光子晶体生物传感器，用于无标记、实时生物分子结合分析。作者以标准链霉亲和素-生物素体系表征该传感器性能，优化了链霉亲和素在二氧化硅传感表面固定化的表...
Label-free detection of DNA using novel organic-based electrolyte-insulator-semiconductor.
本研究构建了首个基于电解质-绝缘体-半导体（OEIS）结构的有机场效应传感器，并将其应用于pH和DNA检测。绝缘体-电解质界面表面电势的变化，源于绝缘体表面基团电离状态改变或带电分子结合到绝缘体表面，会改变OEIS传感器的平带电压（VFB）。pH传感实验表明，OEIS传感器输出信号在pH 2–12范围内随pH线性变化，平均灵敏度为4...
Electrical percolation-based biosensor for real-time direct detection of staphylococcal enterotoxin B (SEB).
电渗流生物传感是一种新技术，本文首次报道用于实时检测的电渗流生物传感器。该无标记传感器基于单壁碳纳米管（SWNTs）—抗体复合物形成的网络，作为“生物半导体”（BSC）。BSC的电导率与抗体—抗原“连接器”在SWNT网络中促进接触的数量直接相关。BSC通过将预功能化的SWNTs—抗体复合物直接固定在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚碳...
Rapid analysis of matrix metalloproteinase-3 activity by gelatin arrays using a spectral surface plasmon resonance biosensor.
我们开发了一种基于阵列的光谱表面等离子共振（SPR）生物传感器检测系统，用于高通量分析基质金属蛋白酶（MMP）-3 活性。通过在胺修饰金阵列上固定 MMP-3 底物明胶制备明胶阵列，并通过监测明胶蛋白水解引起的 SPR 波长偏移来测定 MMP-3 活性。SPR 光谱、原子力显微镜和荧光蛋白阵列验证了 MMP-3 的明胶酶活性，该活性...
Label-free colorimetric biosensing of copper(II) ions with unimolecular self-cleaving deoxyribozymes and unmodified gold nanoparticle probes.
本文基于单分子铜(II)依赖自切割脱氧核酶（DNAzyme）和未修饰金纳米颗粒（AuNPs）构建了一种无标记比色生物传感器，用于检测铜(II)离子（Cu2+）。该传感器利用单链DNA（ssDNA）在AuNP表面吸附的序列长度依赖性：在Cu2+存在时，Cu2+依赖DNAzyme发生自切割，生成短ssDNA片段；短片段可快速吸附到AuN...
Electrokinetic lab-on-a-biochip for multi-ligand/multi-analyte biosensing.
本文报道一种简单电动力学生物芯片（EKLB），集成四个微通道与成像表面等离子共振（iSPR）无标记生物传感器，仅用单一直流电压即可同时驱动所有微通道中的试剂传输，无需传统泵阀管路。作者通过多种生物传感实验验证：单注射动力学（不同配体密度、单一分析物浓度）、一次性动力学（单一配体密度、多分析物浓度）以及多配体/多分析物检测。所有结合动...
NanoMonitor: a miniature electronic biosensor for glycan biomarker detection.
本研究开发了一种名为 NanoMonitor 的超灵敏无标记诊断平台，用于快速分析蛋白糖基化产生的糖链生物标志物。该器件由带多个金电极传感位点的硅芯片构成，基于电化学阻抗谱（EIS）工作；每个传感位点覆盖纳米孔氧化铝膜，形成高密度纳米孔，并在电极表面固定凝集素。当样品中特异性糖链与纳米孔底部的凝集素结合时，固/液界面双电层发生扰动，...
Detection of mutant p53 using field-effect transistor biosensor.
本研究采用金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）生物传感器，评估野生型 p53 与突变型 p53 蛋白和共识 DNA 结合序列的相互作用。这是首次基于 DNA–蛋白相互作用，利用 FET 型生物传感器检测突变型 p53。作者构建了野生型 p53 核心域和 DNA 结合缺陷的突变型 p53（R248W）核心域，将互补 DNA 固...
Label-free capacitive biosensor for sensitive detection of multiple biomarkers using gold interdigitated capacitor arrays.
本研究开发了一种高灵敏度、无标记的多分析物电容免疫传感器，基于金互指电极（GID）电容器阵列，用于检测一组疾病生物标志物。C-反应蛋白（CRP）、肿瘤坏死因子α（TNFα）和白细胞介素6（IL6）与炎症及未来心血管风险（CVR）事件之间存在强而一致的关系，早期检测疾病标志物面板有助于准确预测疾病风险。该传感器通过监测抗体–抗原结合引...
Detection of prostate-specific antigen with a paired surface plasma wave biosensor.
本研究报道了一种振幅敏感型配对表面等离子体波生物传感器（PSPWB），用于在稀释人血清中对前列腺特异性抗原（PSA）进行无标记实时检测。该传感器基于表面等离子体共振（SPR）并结合光学外差技术，通过同步检测两路相关表面等离子体波信号提高灵敏度。实验测得PSPWB对有效折射率变化的检出限为8.4×10^-9折射率单位（RIU）；在磷酸...
Rapid DNA electrochemical biosensing platform for label-free potentiometric detection of DNA hybridization.
本文报道了一种基于磺化聚苯胺（SPAN）纳米纤维与半胱胺包覆金纳米颗粒（CA-GNP）层层组装膜的电化学DNA生物传感器，用于核酸的快速、特异性无标记检测。首先在金电极表面自组装3-巯基丙酸（MPA）前驱膜，并通过EDC活化将CA-GNP共价沉积于Au/MPA电极，形成稳定导电基底；随后利用静电作用将SPAN纳米纤维与CA-GNP交...
A high-performance VEGF aptamer functionalized polypyrrole nanotube biosensor.
本研究考察了利用 p 型场效应晶体管（FET）生物传感器在体外电化学检测血管内皮生长因子（VEGF）作为癌症生物标志物。基于偶联抗 VEGF RNA 适配体的羧基化聚吡咯纳米管（CPNTs）构建高性能 FET 传感器，可检测约 400 fM 的 VEGF 浓度。CPNTs 作为 FET 系统的高性能换能器，通过水包油乳液体系中的柱状...
Whispering gallery mode bio-sensor for label-free detection of single molecules: thermo-optic vs. reactive mechanism.
本文针对二氧化硅回音壁模式（WGM）微腔生物传感器中无标记生物颗粒检测的热光机制与反应机制进行理论比较。作者以激发至一阶赤道模式的微球和微环谐振器为对象，分析抗体固定于微腔表面后捕获抗原时，抗原进入倏逝场引起的共振波长/频率漂移。反应机制源于抗原极化改变局部折射率，其漂移与腔内循环功率无关；热光机制则源于抗原线性吸收产生热量并传导至...
Layer-by-layer electrochemical biosensor with aptamer-appended active polyelectrolyte multilayer for sensitive protein determination.
本文报道了两种基于层层自组装（LBL）活性聚电解质多层膜的无标记电化学适配体传感器，用于蛋白质的灵敏检测。传感器以带负电的ITO电极为基底，通过静电作用交替组装带二茂铁基团的聚乙烯亚胺（Fc-PEI）和多壁碳纳米管（CNTs/MWNTs），并在最外层固定凝血酶结合适配体（TBA）或溶菌酶结合适配体（LBA），再用BSA封闭。当目标蛋...
High-sensitivity detection of carbohydrate antigen 15-3 using a gold/zinc oxide thin film surface plasmon resonance-based biosensor.
本文报道了金/氧化锌（Au/ZnO）纳米复合薄膜用于增强表面等离子共振（SPR）检测肿瘤标志物的性能。以乳腺癌肿瘤标志物糖类抗原15-3（CA15-3）为模型分析物，在乳腺癌患者胸水样品中分析不同浓度（0.0125–160 U/mL）的强度响应，评估基于 Au/ZnO 薄膜的 SPR 生物传感器检测能力。结果显示，CA15-3 的线...