利用无标记光学生物传感器对蛋白-小分子结合相互作用进行高通量筛选具有挑战性，因为检测信号常与实验噪声量级相近。本文提出一种新型自参考外腔激光器（ECL）生物传感器方法，在消除热噪声的同时实现亚皮米波长精度下的高分辨率和高灵敏度。利用该自参考 ECL 生物传感器，我们演示了多种固定化蛋白靶标与小分子结合的检测，其结合亲和力或抑制常数覆...
本文在绝缘体上硅（SOI）平台上实现了一种谐振增强、缺陷介导的环谐振器光电探测器，并将其作为单片式生物传感器，为微环谐振器传感器与光电探测器在片上实验室（lab-on-chip）中的低成本集成提供了新途径。该方案避免了在 SOI 芯片上集成 III-V 或锗基混合光电探测器所带来的复杂工艺和高成本问题。器件利用微环谐振腔中的光强积累...
本文首次报道了一种基于微腔的脱氧核糖核酸（DNA）光学生物传感器，采用合成蓝宝石作为光学谐振腔。将半径约500 μm、折射率1.77的蓝宝石微球置于光纤半耦合器上，在1510 nm处测量其透射光与弹性散射光强度。蓝宝石微球的回音壁模式（WGM）共振角模间距为0.43 nm，与其光学尺寸相符。将36碱基探针DNA共价固定于蓝宝石微球表...
近年来，生物传感器在医学、生物学和药理学等领域日益重要，对快速有效的读出技术需求增加。本文介绍新发展的热传递方法（HTM），并通过四个已建立的生物（仿生）传感器应用展示其用途：（i）DNA 序列中的突变分析，（ii）基于表面印迹聚合物的癌细胞识别，（iii）基于分子印迹聚合物的神经递质检测，以及（iv）脂质体层中的相变分析。该方法基...
壳寡糖（几丁质）是昆虫和真菌中常见的生物材料，也是地球上最丰富的生物材料之一。大量证据表明，几丁质可介导多种植物细胞信号事件，包括诱导植物对入侵害虫的防御反应。然而，几丁质与其植物识别受体之间的结合动力学等识别和介导机制尚未完全阐明。因此，建立既能与几丁质和植物细胞受体相互作用、又能监测其相互作用的平台，将显著推进对该植物防御诱导子...
本文报道了一种基于目标触发DNA树状分子介导光学重取向的高灵敏液晶（LC）生物传感方法，用于在LC–水界面检测p53突变基因片段。研究中，突变型p53基因片段作为目标物，通过杂交链反应（HCR）触发发夹DNA探针形成DNA树状分子；该树状分子作为信号增强元件，进一步诱导液晶由倾斜取向转变为垂直取向，使LC生物传感器出现从双折射纹理到...
本文提出一种 40 GHz 射频生物传感器，基于微波共面波导（CPW）传输线，用于肝癌细胞 HepG2 的介电特性表征。传统谐振器型生物传感器通常工作在特定谐振峰附近，细胞介电灵敏度受限于较窄带宽。为实现 1–40 GHz 的超宽带测量，本文采用微波 CPW 传输线作为传感结构。该传感器可在去除微波寄生效应（包括培养基和基底材料影响...
无标记检测对实时监测生物分子相互作用至关重要，可避免荧光、发光或放射性标签占据生物分子关键结合位点。紫外–可见–近红外（UV–vis–NIR）光谱是最简单的无标记方法之一，通过测量基底表面反射率随波长的变化，监测生物分子固定及其与配体的相互作用。生物传感器平台需能适配不同分子识别元件。本研究以金（Au）涂层聚碳酸酯为平台，以运动员滥...
本研究基于新型2×3泄漏表面声波（LSAW）适配体传感器阵列，开发了一种无标记、高灵敏的肿瘤细胞识别与检测方法。阵列中每个谐振器单元均配备独立振荡电路，可独立工作且互不干扰，气相相位稳定性为±0.15°，液相为±0.3°。巯基修饰的MUC1适配体先固定于100 MHz LiTaO3压电晶体金电极表面，通过适配体与MCF-7乳腺癌细胞...
本文基于石墨烯在全内反射条件下的偏振相关吸收，设计了一种石墨烯光学折射率传感器。通过控制高温还原氧化石墨烯（h-rGO）厚度至约8 nm，传感器在折射率检测中达到4.3×10^7 mV/RIU的灵敏度和1.7×10^-8的分辨率，并具有宽动态范围。该传感器采用PDMS微流控芯片/h-rGO/石英三明治结构，利用He-Ne激光、偏振分...
本文报道了一种用于激酶活性检测的新型无标记生物传感器。该传感器以激酶响应型聚合物水凝胶为核心，将带负电的苯乙烯胶体粒子自组装形成的结晶胶体阵列（CCA）嵌入水凝胶网络中。当水凝胶中固定的靶肽被激酶磷酸化后，凝胶内固定负电荷增加，产生Donnan电势并引起水凝胶可逆溶胀，使CCA晶格间距增大，导致可见光衍射峰发生红移。通过反射光谱测量...
高通量筛选已能通过比色或荧光活性检测识别重要药物靶点的小分子调节剂，但现有非酶蛋白靶点小分子结合物检测方法要么需要标记结合伙伴，要么通量不足。本文报道一种新型自参考外腔激光器（ECL）生物传感器方法，利用光子晶体谐振反射器作为外腔激光的波长选择元件，实现高分辨率和高灵敏度检测，并以亚皮米波长精度消除热噪声。该仪器同时产生两个独立激光...
本文报道了一种基于向列相液晶取向性质和聚电解质与磷脂单分子层相互作用的实时、无标记凝血酶检测策略。该策略利用水/液晶界面处重组的1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸-rac-(1-甘油醇)钠盐（DOPG）对4-氰基-4'-戊基联苯（5CB）取向的扰动实现成像。带正电的多L-精氨酸盐酸盐（PLA）与带负电的DOPG在界面发生静电相互...
凋亡细胞被活细胞识别是先天凋亡免疫（IAI）的核心环节，可引发抗炎和免疫抑制反应，但其初始特异性识别事件的分子机制仍不清楚。虽然免疫学结局易于定量，但直接评估识别本身较为困难。作者开发了一种基于光子晶体生物传感器的敏感实时方法，用于检测贴壁活应答细胞对非贴壁凋亡靶细胞的识别。该方法利用应答细胞与凋亡靶细胞发生特异性、剂量依赖性相互作...
本文报道了一种基于微悬臂梁的表面应力适配体传感器的设计与制备。该传感器采用SU-8聚合物作为微悬臂梁材料，利用其低杨氏模量获得较大机械位移，从而实现生物识别事件的无标记检测。作者采用连续波与脉冲氧等离子体联合处理裸SU-8表面，引入含氧官能团，并通过EDC/sulfo-NHS活化后固定3'端氨基修饰的血栓DNA适配体TBA15-1，...
本文报道了一种基于马赫-曾德尔干涉仪（MZI）单模波导的无标记光学免疫传感方法，用于检测食源性致病菌单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）。研究比较了10种角形Y结与S弯Y结MZI结构，并选择传感面积较大、光损耗较低的S3结构用于实验。采用1%氢氟酸（HF）处理氮化硅（Si3N4）传感区，去除表面氧化层...
本研究报道了一种基于光子晶体总内反射（PC-TIR）构型的无标记光学生物传感器，用于检测心肌梗死相关心脏生物标志物肌钙蛋白I（cTnI）。与传统由两个高反射面夹持腔层的封闭光学微腔不同，PC-TIR构型利用光子晶体结构及其镜像在临界角以上形成开放微腔，使腔层/传感层易于功能化并直接暴露于样品，便于实时生物检测。传感器表面经等离子处理...
本文以生物素-链霉亲和素结合为模型体系，验证了介电填充硅体声波谐振器（BAR）无标记生物传感器的性能。该质量传感器为微加工硅方板，采用介电填充电容激励机制，在拉梅模下工作。生物素修饰的谐振器暴露于10−7 M链霉亲和素溶液15 min后，共振频率下降315 ppm，对应谐振器表面增加质量约3.43 ng。以牛血清白蛋白（BSA）封闭...
本文报道了一种基于电导的无标记 DNA 生物传感器，利用 DNA 介导的长程电子传输实现 DNA 杂交的直接电学检测。该平台由金纳米间隙传感器阵列构成，采用标准光刻与聚焦离子束光刻在绝缘体上硅（SOI）晶圆上制备。纳米间隙侧壁通过硫醇金键共价固定短的反对称巯基化单链 DNA 捕获探针，探针两端各含 19 个碱基，分别与目标 DNA ...
本研究利用新型高通量无标记共振波导光栅（RWG）成像生物传感器 EpicH BenchTop（BT），测定细胞铺展动力学对整合素配体 RGD 基序平均表面密度（vRGD）的依赖关系。通过从混合溶液中共同吸附生物惰性 PLL-g-PEG 和 RGD 功能化共聚物 PLL-g-PEG-RGD，将传感器表面的 vRGD 在四个数量级范围内...