本文提出一种基于相位敏感光学量子弱测量的生物传感器，用于检测常见肿瘤标志物癌胚抗原（CEA）。该传感器利用未镀贵金属的SF6棱镜/基底界面发生全内反射，使水平与垂直偏振光产生相位差；通过弱测量中的预选择、后选择与光谱解调，将相位差转换为输出光谱中心波长偏移，从而实时、无标记地监测样品界面折射率变化。当表面固定的抗CEA抗体捕获目标C...
本研究采用高通量无标记共振波导光栅生物传感器 Epic BenchTop，原位监测癌细胞在显示精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp，RGD）三肽的生物模拟聚合物表面上的粘附过程。以高粘附人宫颈腺癌 HeLa 细胞为模型体系，获得了具有优异时间分辨率的细胞粘附动力学数据。结果表明，细胞预先暴露于不同浓度的绿茶主要活性成分表...
光学纤维生物传感器与纳米技术的发展为开发原位、便携、轻便、通用且高性能的光学传感平台提供了机会。本文报道了在光纤表面沉积纳米级金属氧化物薄膜以激发损耗模共振（LMR），从而能够高精度、高灵敏度地测量光纤周围介质光学性质的变化，其灵敏度优于长周期光栅和表面等离子共振等无标记实时生物分子相互作用分析技术。结合D形光纤等特殊结构可进一步增...
病毒生物电阻器（VBR）是一种化学电阻器，可将病毒颗粒的识别信息直接传递至外部电路，实现目标蛋白的无标记检测。该器件将尺寸约6 nm×1 µm的丝状M13噬菌体嵌入约250 nm厚的病毒-聚合物复合电阻通道中，噬菌体表面展示的肽配体可特异性结合目标蛋白。VBR的响应通过交流阻抗监测，其复阻抗可用仅含溶液电阻（Rsoln）、通道电阻（...
毒死蜱（profenofos）是一种高毒有机磷农药，在农业生产中广泛使用，其残留严重威胁食品安全与人类健康，亟需高灵敏检测方法。本文开发了一种基于适配体的微悬臂阵列生物传感器，以应力模式检测毒死蜱，具有无标记、高灵敏、一步固定以及可定量实时检测等优点。微悬臂表面通过金-硫键固定毒死蜱特异性适配体SS2-55；毒死蜱与适配体特异性结合...
及时、准确地检测细菌对健康与安全应用至关重要，也推动了多种光学细菌传感器的持续发展。本文报道了一种基于连续波太赫兹（THz）透射成像的细菌菌落传感新策略，检测流程简单。该方法利用 THz 波对样品水含量和细胞结构变化的高度敏感性，直接对四种细菌的单菌落进行成像，并依据其 THz 吸收差异实现菌种区分。研究进一步表明，THz 成像能够...
抗体在生物传感器表面的合理固定是获得高灵敏度、实现低浓度目标分析物检测的关键步骤。本文报道了在光子环谐振器传感器上以抗体作为生物识别元件的固定过程实验研究。通过在传感器表面构建蛋白A（Protein A）中间层，实现抗体的定向固定，使抗体Fab段暴露于样品溶液，从而增强与目标抗原的结合能力。研究采用抗牛血清白蛋白（antiBSA）—...
即时检测的快速发展要求生物传感器兼具高灵敏度与小型化。本文报道了一种光流体超表面生物传感器，将绝缘体上硅（SOI）纳米光子学与纳流体技术相结合，实现高性能横向流通检测。该超表面由 SOI 基底上周期性排列的硅纳米柱阵列构成，并功能化特定受体分子。将聚二甲基硅氧烷（PDMS）板直接键合到表面后，形成超紧凑器件，样品溶液仅能在纳米柱之间...
纳米线传感器因尺寸小、长径比高和优异电子特性，在电化学与电子生物传感中具有重要潜力，但碳纳米线的可控制备仍依赖昂贵工艺。本文提出一种结合静电纺丝与光刻的简单方法，制备亚100 nm悬空碳纳米线传感器。利用碳微机电系统（C-MEMS）技术，将SU-8光刻胶图案化为所需结构，并在惰性气氛中热解碳化，形成高长径比碳结构。实验中，SU-8纳...
干涉成像生物传感器可用于确认硅基微阵列平台上DNA单层膜的存在，但DNA分子在厚度和尺寸上贡献的干涉信号微弱，导致其准确性和灵敏度不足，难以用于低DNA含量分析和点突变检测。本文提出一种基于加权光谱分析的干涉成像生物传感器，用于确认DNA单层膜。该方法可提取DNA分子的干涉信号，并重建DNA微阵列的定量检测结果。采用该策略后，厚度检...
本研究制备了三维二氧化硅反蛋白石（SiO2-IO）纳米结构并用于无标记光学生物传感器。SiO2-IO 通过垂直沉积和煅烧工艺制备，利用 3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTMS）、NHS-PEG4-马来酰亚胺交联剂和蛋白 G 将抗体固定在其表面。SiO2-IO 具有高可及表面和有序多孔结构，有利于在抗体修饰表面捕获流感病毒。当病毒与抗体结...
本文报道了一种用于全血中C反应蛋白（CRP）实时检测的芯片化系统，由微流控芯片与无标记导模共振（GMR）生物传感器组成。微流控芯片内集成微柱阵列，可在样品进入传感区前过滤血细胞，使血浆中的CRP到达GMR表面。GMR传感器采用PMMA基底、NOA 1375光栅层和TiO2高折射率层，通过监测反射共振峰波长位移实现无标记定量。作者将C...
登革病毒（DENV）及其主要蚊媒伊蚊已传播至除南极洲外的所有大陆，并在既往无病地区引起暴发和本地传播；基孔肯雅、寨卡等虫媒病毒的扩散也促使人们重新关注蚊媒中虫媒病毒的监测与建模。现有商业检测方法多用于人类 DENV 诊断，或成本高昂、操作复杂，难以用于可持续的媒介监测。本文报道一种新型电子纳米生物传感器，采用单壁碳纳米管（SWNT）...
光学生物传感器为定性及定量分析多种生物分子相互作用提供了重要平台。除无标记、高通量检测等优势外，这类器件还能通过监测生物分子光学性质变化获得实时结合曲线。将动力学数据拟合到适当模型后，可提取结合亲和力参数，如结合速率、解离速率和平衡解离常数。在这类传感器中，通常将一对结合物之一固定在固体基底上以捕获另一组分。由于表面基方法的特点，传...
本文提出一种基于原位、快速、敏感测量椭偏参数 Ψ 和 Δ 的生物传感方法。裸硅片基底经功能化处理后用于结合溶液中的生物分子，并与 45° 双驱动对称光弹调制器椭偏仪联用，可直接测定由生物分子相互作用形成的生物层的 Ψ 和 Δ。基于同时获得的 Ψ 和 Δ，可进一步同步监测溶液折射率以及不同相互作用时间下生物层的有效厚度和表面质量密度。...
多孔硅（PSi）纳米材料已被广泛研究为无标记光学生物传感器用于蛋白检测，但其灵敏度通常处于微摩尔范围，难以满足许多应用。本文提出将电动力学等速电泳（ITP）技术用于多孔硅生物传感器上目标蛋白的实时预浓缩。ITP 利用不连续缓冲体系，在导前离子与终止离子界面形成高浓度目标蛋白区，并将其输送至传感区；目标蛋白随后被固定化适配体捕获。结合...
本文提出并实验验证了一种紧凑、无标记的光纤生物传感器，用于检测乳腺癌生物标志物 HER2。该传感器由锥形光纤干涉仪与光纤布拉格光栅（FBG）级联构成。锥形光纤干涉仪对周围介质折射率变化极为敏感，可用于监测生物分子结合引起的界面折射率变化；FBG 对折射率变化不敏感，但可独立响应温度，因此可作为温度温度计，用于补偿生物传感过程中的温度...
G-四链体在多种生理和病理过程中发挥重要作用，并因可形成G4/hemin复合物、结合金属离子和配体等性质而广泛用于生物传感。然而，其形成过程尚未完全理解。本文构建了一种重现性高、可再生且构建省时的DNA四面体平台，并与双偏振干涉（DPI）联用，实时、无标记研究富含鸟嘌呤单链DNA（G-rich ssDNA）与Pb2+的特异性相互作用...
本文报道了一种紧凑、低成本且集成的无标记生物传感器构型，其基于金纳米结构的局域表面等离子体共振（LSPR）对周围介质折射率变化的敏感性。为实现传感器紧凑化与微型化，作者在梯度折射率（GRIN）透镜的平面表面制备了金纳米盘阵列；该透镜既作为传感基底，又作为收集金结构散射光的成像物镜。将纳米结构化 GRIN 透镜集成到微流控流池中，可在...
荧光微阵列检测系统虽灵敏，但探针固定差异和重复性差会影响最终读出与定量能力。本文报道一种无标记、高通量光学生物传感器，可用于荧光微阵列校准。该传感器基于商用平板扫描仪，通过硬件与软件改造成为干涉反射成像传感器（IRIS）。作者利用 RGB LED 照明和反射干涉原理，对无标记微阵列上的 DNA 杂交及 DNA 导向抗体固定进行成像与...