生物传感器微型化对体内生物标志物检测、疾病诊断和新冠等公共卫生事件中的即时检测具有重要意义。本文报道一种超微型光纤端头等离子体生物传感器，利用原位精密光还原技术将尺寸可控的金纳米颗粒（AuNPs）直接加性打印在标准多模光纤端面，形成可见光波段局域表面等离子体共振（LSPR）传感结构。AuNPs具有明显LSPR峰，其峰波长可作为无标记...
有机场效应晶体管（OFET）因固有增益放大和良好生物相容性而广泛用于生物检测，但多数OFET生物传感器存在制备周期长、工艺复杂和材料昂贵等缺点。本文提出一种简单、低成本的无标记免疫球蛋白G（IgG）检测方法。该器件采用活性介电双层场效应晶体管结构，并以3D打印银源漏电极降低成本。活性层为聚(3-己基噻吩)（P3HT），通过物理吸附抗...
适配体是用于特异性检测多种疾病相关生物标志物的重要生物识别材料。近年来，多种方法被用于将适配体与目标分子的特异性结合转化为可测量信号，并发展出多种适配体生物传感器用于临床诊断。结合不同纳米材料可进一步提高灵敏度与检出限。本文是一篇批判性综述，重点阐述适配体作为生物传感器识别元件的优势，包括高亲和力、高选择性、化学稳定性好、合成成本低...
本文设计了一种用于快速无标记检测循环肿瘤DNA（ctDNA，非小细胞肺癌NSCLC中EGFR 19缺失突变）的超灵敏电化学生物传感器。作者将高度共轭的2,3,6,7,10,11-六羟基三苯烯（HHTP）与Ni(II)离子配位，一步水热合成二维多孔导电金属有机框架Ni-catecholates（Ni-CAT）。随后在经Ni-CAT/碳...
本文报道了一种基于氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）的无标记、快速、特异性HER2抗原检测生物传感器。利用硫醇化学将HER2抗体固定于传感器金栅极传感区，拉曼光谱在约260 cm−1处确认金–硫复合物的形成，傅里叶变换红外光谱和原子力显微镜进一步证实硫醇及游离羧基的功能化。芯片上酶联免疫吸附试验（ELISA）用于确认抗体...
循环肿瘤细胞（CTCs）是癌症诊断的重要生物标志物。尽管已有多种器件用于从血液中检测、计数和分离CTCs，但部分方法存在需要标记、流程时间长和成本高等缺点。本文提出一种基于“芯片上流体空化（HCOC）”概念的微流控器件，可在数分钟内检测CTCs。其工作原理依赖于不同工作流体通过微流控器件时空化起始所需入口压力的差异；固/悬浮颗粒、液...
本研究采用电子束光刻（EBL）结合互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺，自上而下制备了高灵敏度硅纳米线（SiNW）传感器，实现器件微型化及几何与表面性质的均匀可控。通过设计不同宽度和数量的 SiNW，研究其对 pH 的响应。单根 60 nm 宽 SiNW 器件表现出理想 pH 响应 18.26×10^6 Ω/pH，并在 pH 4–1...
本文报道了一种基于功能化 ACE2 的轻微锥形无核光纤（ST-NCF）对 SARS-CoV-2 刺突蛋白进行无标记检测的光学生物传感器。在制备的传感器头中，单模光纤与无核光纤界面处模场直径的突变激发多导模并产生多模干涉（MMI）；轻微锥形区域使 MMI 对周围介质折射率（RI）调制更敏感。研究选取 MMI 光谱中的传输最小值作为传感...
石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器因高比表面积和费米能级对表面带电生物分子的高敏感性而具有优异灵敏度。多数已报道 GFET 使用笨重外部参比电极，限制芯片集成并增加成本。本研究采用片上集成液态金电极的 GFET 阵列，用于 SARS-CoV-2 检测，并分别用抗体或适配体功能化以选择性结合刺突蛋白。适配体功能化 GFET（Ap...
本研究首次利用亚甲基蓝（MB）与氧化铟锡（ITO）电极表面之间静电相互作用的目标诱导差异，构建了一种用于检测flap endonuclease 1（FEN1）活性的无标记均相电化学生物传感器。在无FEN1存在时，带正电荷的MB可自由扩散至带负电荷的ITO电极表面，产生较强的差分脉冲伏安（DPV）电流信号。当存在FEN1时，其特异性切...
低浓度小分子检测对现有化学与生物传感器具有挑战性。本文设计了一种基于对称金属包层等离子体波导（SMCW）的高灵敏等离子体生物传感器，用于检测生物分子。通过精确设计结构并调节导波层厚度，可激发超高阶导模，从而在折射率变化时产生陡峭相位变化和较大的 Goos–Hänchen 横向位移。该位移与 SPR 传感基底反射信号的光学相位变化锐度...
计数活细菌和功能性噬菌体是微生物学、监测、生物制药和诊断的基础，但传统菌落形成单位（CFU）和斑形成单位（PFU）计数仍依赖缓慢、费时的琼脂平板培养。本文报道一种无生长指示染料的微流控试纸条方法，可快速、简便地测定液体样品中的CFU mL−1和PFU mL−1。作者首次证明，氟聚合物微毛细管结合数字成像可在“蘸取-检测”格式中快速计...
基于表面等离子共振（SPR）的生物传感器可实现无标记、高灵敏度分析物检测，无需样品前处理。然而，SPR 在生物样品病毒检测中的应用仍有待拓展。氧化石墨烯（GO）具有良好生物相容性及丰富羟基、羧基，已用于蛋白质和金属离子传感。本研究探索 GO 修饰对 SPR 传感器灵敏度的影响，并构建 GO 修饰的傅里叶变换 SPR（FT-SPR）传...
随着冠状病毒快速传播和多代变异，快速药物研发变得迫切。解决该问题的主要障碍是在分子水平上充分构建细胞膜，以便在体外定量观察细胞对病毒和药物分子的响应，缩短药物实验周期。本文提出一种基于支持脂质双层（SLB）的芯片生物传感器，用于快速、无标记地筛选有效抑制药物。作者制备了扩展栅电极，并通过嵌入血管紧张素转换酶2（ACE2）受体的SLB...
白介素-6（IL-6）是炎症、晚期COVID-19及多种癌症（包括卵巢癌）的生物标志物。本研究开发两种基于阵列表面等离子共振成像（array SPRi）的血浆IL-6检测生物传感器。一种以小鼠单克隆抗IL-6抗体为识别元件，经半胱胺连接臂固定于金表面；另一种以IL-6特异性抑制剂galiellalactone为识别元件，经十八烷硫醇...
本文提出一种基于硅纳米线生物传感器的电位法，用于生物过程中谷氨酰胺浓度的实时监测。该方法仅采用一步水解反应，相比文献中常用的两步反应更为简便。硅纳米线场效应晶体管（SiNW FET）表面的 Al2O3 传感层对溶液 pH 具有近能斯特响应，典型灵敏度为 58.4 mV/pH，接近室温能斯特极限 59.1 mV/pH。谷氨酰胺在谷氨酰...
尽管人类端粒G-四链体已被广泛研究并用于多种生物传感器，但关于人类端粒G-三链体（ht-G3）特性与功能的研究仍较少。本文报道 ht-G3 能够点亮硫黄素T（ThT），并通过引入靶标循环策略建立了一种灵敏的RNA检测平台。作者筛选了 ht-G3 促进 ThT 产生强荧光的最优条件，并据此设计了一种针对 SARS-CoV-2 N 基因...
环状核糖核酸（circRNA）由线性初级转录本经回接事件形成，具有结构稳定和组织特异性，其准确定量对疾病诊断至关重要。本文构建了一种无标记荧光生物传感器，用于超灵敏分析 circRNA。该策略将目标启动的级联信号放大与“点亮”型 G-四链体相结合，仅需一条靶向 circRNA 特异性回接点（BSJ）的辅助探针。当存在 circRNA...
微流控技术与电化学分析的结合发展出单片微型化检测系统，可精确控制样品体积，并以低成本、短时间实现多分析物检测。微流控电化学传感器件（MESDs）有望作为疾病分子标志物检测与监测的精准传感系统，具有样品前处理与检测自动化、样品和试剂用量低、单次运行多分析物检测、单器件多路复用以及便携、易操作和可一次性使用等优势。无标记MESDs可提供...
蛋白酶在蛋白消化、伤口愈合等生理过程中发挥关键作用，监测其活性并筛选抑制剂对多种疾病的早期诊断和治疗具有重要意义。本文报道了一种通用、无标记、均相的电化学方法，基于肽-铜相互作用监测蛋白酶活性。蛋白酶切割肽底物后，在N端第1位或第3位产生含组氨酸残基（His1或His3）的铜结合螯合肽。产物肽与Cu(II)形成的络合物与游离Cu(I...