[Integrated optical sensor for rapid analysis of biological samples].
在病原细菌医学诊断中，快速检测和鉴定病原微生物是关键任务。现有多数方法依赖与细菌特异性结合的可检测标记分子，但通常步骤多、耗时长且成本较高，例如酶联免疫吸附试验通常需要五个连续步骤。因此，发展快速、低成本的无标记检测技术具有重要需求。本文报道了一种基于微型集成光学马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的生物传感器。作者将传感器测量臂用抗体功能...
Structure-Specific Liquid Crystal Anchoring Induced by the Molecular Combing of Short Oligonucleotides.
表面固定的寡核苷酸通过液面运动（meniscus motion）进行“分子梳ing”，并暴露于向列液晶（LC）。尽管寡核苷酸短至16个碱基，该过程仍使其取向，并成功影响邻近液晶材料的取向。单链DNA（ssDNA）诱导液晶取向沿梳方向；杂交形成的双链DNA（dsDNA）则使液晶方位取向相对梳方向旋转约30°。为表征该手性响应对混合ss...
Titanium Dioxide Nanoparticle-Based Interdigitated Electrodes: A Novel Current to Voltage DNA Biosensor Recognizes E. coli O157:H7.
本研究报道了一种基于二氧化钛（TiO2）结晶纳米颗粒与铝叉指电极（IDEs）的新型电流-电压DNA生物传感器，用于特异性检测大肠杆菌O157:H7单链DNA。传感器表面用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（APTES）化学功能化，以在TiO2纳米颗粒与羧基修饰单链DNA探针之间建立有机-无机界面连接，同时保持传感体系物理特性。E. col...
Single-shot analytical assay based on graphene-oxide-modified surface acoustic wave biosensor for detection of single-nucleotide polymorphisms.
表面声波（SAW）生物传感器与氧化石墨烯（GO）的结合为DNA突变检测提供了新途径。作者通过静电作用将GO偶联到SAW芯片表面，制备GO修饰SAW生物传感器；随后将DNA探针固定在GO表面，并通过杂交实现DNA突变检测。不同靶标与探针杂交后会在芯片表面引起不同的质量和构象变化，从而产生可实时监测的不同SAW信号。研究采用基于GO修饰...
Detection of Cytomegalovirus Antibodies Using a Biosensor Based on Imaging Ellipsometry.
巨细胞病毒（CMV）是发达国家新生儿精神残疾最常见的感染性病因，亟需建立基于便携设备的早期检测与高通量筛查方法。本文报道了一种基于高空间分辨率成像椭偏仪（BIE）的抗体分析方法，用于检测并鉴定血清中的CMV抗体。将CMV抗原CMV-3A固定于硅片表面，用于捕获血清中的CMV抗体；随后加入抗人免疫球蛋白G（anti-IgG）抗体，以确...
APPLIED PHYSICS. Mid-infrared plasmonic biosensing with graphene.
红外光谱可通过生物分子的振动指纹实现化学识别，但中红外光与纳米尺度生物分子相互作用较弱。本文利用石墨烯独特的电光性质，报道了一种高灵敏度、可调谐的中红外等离激元生物传感器，用于蛋白单层的化学特异性无标记检测。通过静电门控动态调谐纳米结构石墨烯的局域表面等离激元共振，可在不同频率选择性探测蛋白并提取其复折射率。石墨烯中红外等离激元具有...
Label-free quantification of Tacrolimus in biological samples by atomic force microscopy.
他克莫司（Tacrolimus，FK506）是一种强效免疫抑制剂，移植后需持续监测血药浓度。现有参考方法为液相色谱-串联质谱，临床常用ELISA虽快速，但相对质谱存在轻微且一致的高估。本文报道一种基于原子力显微镜（AFM）的无标记定量方法，用于全血中他克莫司的分析。该生物传感器利用药物内源受体FKBP12进行识别：先在云母表面固定抗...
Study of a low-cost trimodal polymer waveguide for interferometric optical biosensors.
本文提出并数值演示了一种低成本三模聚合物波导干涉生物传感器。该器件基于基模与二阶模之间的模态相互作用，利用两种模式的对称性差异，在零偏移耦合条件下仅激发基模和二阶模，而抑制一阶模。与双模波导干涉仪相比，二阶模具有更深的倏逝场穿透深度，因此与传感表面及生物层的相互作用更强，可获得更高灵敏度。器件采用 ma-P 1205 光刻胶通道波导...
Rapid detection of Ebola virus with a reagent-free, point-of-care biosensor.
表面声波（SAW）生物传感器可在现场快速检测埃博拉病毒抗原，无需添加试剂、样品前处理或专业人员。本研究初步证明，该SAW传感器能以浓度依赖方式检测埃博拉病毒，并观察到高度碎片化埃博拉病毒颗粒的对数线性响应。在病毒灭活前，其检测限为1.9×10^4 PFU/mL，低于PCR检测到的症状出现第一天平均病毒血症水平。作者预测，对完整、有感...
Resonant waveguide grating for monitoring biomolecular interactions.
无标记检测技术已广泛用于表征生物分子相互作用，无需对靶分子进行标记，具有促进检测开发、实现新型集成读出以及结合高通量能力用于药物候选物小分子筛选的潜力。基于共振波导光栅（RWG）生物传感器的高通量无标记检测系统Epic已应用于监测分子相互作用。本文描述一种通用无标记检测方法，用于定量测量磷酸化特异性相互作用，即转运信号磷酸化SWTY...
Porous silicon ring resonator for compact, high sensitivity biosensing applications.
本文报道了一种在多孔硅平板波导上图案化微环谐振器的紧凑型高Q生物传感器。多孔硅微环具有大内部比表面积，允许生物和化学分子渗入导波层并与导模直接相互作用，从而增强识别与光-物质相互作用。作者通过电化学刻蚀制备双层多孔硅波导，并经电子束光刻和反应离子刻蚀形成半径10 μm和25 μm的微环，耦合间隙为200 nm。25 μm多孔硅微环在...
A multi-analyte biosensor for the simultaneous label-free detection of pathogens and biomarkers in point-of-need animal testing.
本文首次报道了一种基于无标记1-λ反射计技术（1-lambda-reflectometry）的多分析物生物传感器平台。该平台不使用成像技术，即可在同一换能器上完成多分析物测量，具有便携、低成本的特点，适合现场或需求点检测，并可从动物诊断拓展至人类诊断。作者以C反应蛋白（CRP）和抗沙门氏菌抗体作为参考体系，并利用鸡血清等真实动物样品...
Direct determination of a small-molecule drug, valproic Acid, by an electrically-detected microcantilever biosensor for personalized diagnostics.
本研究报道了一种无标记纳米机械生物传感器对小分子抗癫痫药物丙戊酸的直接检测。丙戊酸长期用于癫痫治疗，需进行治疗药物监测，其在血液或血清中的治疗浓度范围较窄，为50–100 μg/mL。与标记法和临床常用检测方法不同，该电检测微悬臂梁生物传感器可微型化和简化，适用于便携式或手持式即时检测平台及个人诊断工具。作者将微加工微悬臂梁传感器封...
Rapid, sensitive, and reusable detection of glucose by a robust radiofrequency integrated passive device biosensor chip.
针对糖尿病监测对高灵敏、可靠无标记生物传感器的迫切需求，本文报道了一种基于射频谐振器的集成无源器件（IPD）生物传感器芯片，用于检测水-葡萄糖溶液和人血清中的葡萄糖。该芯片制备于砷化镓（GaAs）衬底上，由交织螺旋电感与嵌入其两分区之间的互指电容（IDC）构成。由于电感两分区之间电磁能量高度集中，传感器在中心频率处表现出高灵敏度的线...
Label-free optical biosensors based on aptamer-functionalized porous silicon scaffolds.
本文提出一种基于纳米结构多孔硅（PSi）和适配体的无标记、无试剂光学生物传感平台概念验证。适配体是通过 SELEX 筛选的单链寡核苷酸，能以高亲和力和高特异性结合目标物，适合作为生物传感器识别元件。作者报道了适配体偶联 PSi 生物传感器的制备与表征，采用已表征的 His 标签结合适配体 6H7 作为模型体系。当适配体功能化 PSi...
Molecularly imprinted hollow sphere array for the sensing of proteins.
本文以二氧化硅纳米球为牺牲模板，制备了用于血红蛋白（Hb）的单分散分子印迹空心球（MIHSs）。所得空心球粒径均匀，直径约360 nm，并经透射电镜表征。水溶液吸附实验证实MIHSs对目标蛋白具有优异亲和力：吸附平衡在10 min内达到，pH 7.0时Hb最大结合容量Qmax为8.84 μmol g–1。进一步将MIHSs自组装为紧...
Applications of metal ions and liquid crystals for multiplex detection of DNA.
许多阳离子（如钠离子）会强烈影响液晶（LC）在界面上的锚定行为。由于 DNA 带负电荷，可与金属离子形成复合物，因此可在表面形成 DNA/金属离子复合物，从而扰乱液晶取向。本文利用这一现象建立了用液晶检测表面固定 DNA 的原理。相比之下，肽核酸（PNA）呈电中性，不与金属离子结合，也不影响液晶取向，因此可作为探针与具有特定序列的 ...
Highly sensitive dendrimer-based nanoplasmonic biosensor for drug allergy diagnosis.
本文报道了一种用于阿莫西林（AX）过敏诊断的无标记生物传感策略，将新型树枝状大分子偶联物与纳米等离子体传感技术相结合。金纳米盘表面通过一步法固定巯基末端聚酰胺基树枝状片段（d-BAPAD），其外围修饰阿莫西林酰基（AXO）基团，形成 d-BAPAD–AXO 识别层，用于捕获患者血清中针对阿莫西林产生的特异性 IgE 抗体。该策略具有...
A Label-Free Biosensing Platform Using a PLL Circuit and Biotin-Streptavidin Binding System.
本文提出一种新型射频生物传感器，利用与微带开环谐振器关联的频率合成器实现无标记生物分子检测。该传感器主要由谐振辅助换能器和锁相环（PLL）电路组成，其中谐振器既作为换能元件，也作为压控振荡器的串联反馈元件。研究采用生物素-链霉亲和素结合体系验证性能：当生物素与链霉亲和素结合时，谐振器输入阻抗发生变化，引起振荡频率偏移；PLL 环路滤...
Monitoring change in refractive index of cytosol of animal cells on affinity surface under osmotic stimulus for label-free measurement of viability.
本文报道了一种基于金属包层波导（MCW）的表面折射率生物传感器，用于在渗透刺激下实时、无标记地测量贴壁动物细胞活力。将中国仓鼠卵巢（CHO）细胞和人胚胎肾细胞293（HEK293）细胞贴附于刀豆蛋白A（Con A）修饰的传感器表面后，分别施加等渗和低渗缓冲液。活细胞因细胞膜完整，在渗透压差驱动下发生水分跨膜再分布，引起细胞质折射率（...