当前，利用生物标志物评估体内生理过程已成为癌症预防、治疗和预后的重要手段，其中 CD44 蛋白与其配体相互作用可促进转移过程中的侵袭和迁移，因此快速定量检测 CD44 对及时诊断和治疗具有重要意义。现有 CD44 检测方法多依赖标记试剂且耗时较长。本文开发了一种光纤生物传感器，其球形尖端通过低成本溶胶-凝胶法沉积约 100 nm 厚...
免疫球蛋白检测对免疫分析很重要，如感染病诊断、免疫状态评估和中和抗体浓度测定。然而，多数免疫分析依赖标记方法，限制了生物传感器检出限；且抗原需复杂化学固定，固定浓度难以精确控制，降低重现性。本研究提出一种基于红细胞膜（EM）功能化微悬臂梁纳米机械谐振器的无标记抗体检测方法。该方法利用抗体与红细胞表面寡糖（血型抗原）结合现象。作者建立...
肺癌因诊断延迟而死亡率高、五年生存率低，亟需快速可靠的早期诊断工具。本文报道一种纳米光子学生物传感器，用于在人血浆中直接、实时检测与肺癌相关的 microRNA-21-5p 生物标志物。该传感器基于硅光子双模干涉波导，以无标记方式实现高灵敏度检测，并在人血浆直接检测中表现出有竞争力的检出能力（估计 LOD 为 25 pM）。作者利用...
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...
DNA功能化金纳米颗粒已用于生物传感器开发和药物递送等应用，但多核苷酸链对单金纳米颗粒化学界面阻尼（CID）的影响尚未见报道。本研究采用总内反射散射（TIRS）方法测量金纳米棒（AuNRs），揭示胺基（NH2）连接的富鸟嘌呤DNA通过氮原子与金表面相互作用诱导的CID效应，并阐明NH2与DNA之间线性碳链长度（NH2-Cn-DNA，...
本文报道一种40 GHz微波生物传感器，用于监测和表征接受电化疗的单细胞（THP-1），并获得治疗效率的电子签名。该传感器提出一种非破坏、无标记技术：首先可在培养液中快速测量未处理单细胞，提取两个频率相关介电参数，即电容C(f)和电导G(f)；其次可有力揭示化学膜通透化处理（皂苷）的效应；最后可检测并预测经典化疗药物博来霉素在电脉冲...
本文提出一种基于智能手机的细菌菌落表型分析仪器，利用反射式弹性光散射（ELS）图案及其分辨能力实现细菌识别。该反射式装置能够获取生长在高不透明培养基上以及光学致密菌落的 ELS 图案。仪器以智能手机作为控制与成像界面，并采用 532 nm 二极管激光作为核心光学部件，因而具有成本低、便携性强的特点。当相干准直激光照射细菌菌落时，菌落...
本研究开发了一种基于液晶（LC）液滴的传感平台，用于检测羧酸酯酶（carboxylesterase, CES）及其抑制剂。十四酰胆碱氯化物（myristoylcholine chloride, Myr）作为阳离子表面活性剂接触液晶液滴时，使水/液晶界面处的液晶分子呈垂直锚定取向，在偏振光显微镜下呈现暗十字织构。当存在 CES 时，M...
细胞外囊泡（EVs）因结构与组成类似来源细胞，已成为重要的循环生物标志物。本研究开发了一种基于频率依赖阻抗测量的无标记检测系统，利用EVs独特的介电性质对其进行表征。该系统由绝缘体基介电泳（iDEP）器件捕获并固定囊泡簇，随后用电学阻抗谱（EIS）在宽频率范围内测量其阻抗，以分析膜和胞质中电荷依赖成分。EIS首先用于检测不同生化组成...
本文提出一种基于椭圆芯螺旋中间周期光纤光栅（E-HIPFG）的全光纤免疫传感器，用于人免疫球蛋白G（human IgG）的特异性无标记检测。E-HIPFG是一种全光纤换能器，无需额外涂层材料或复杂光纤结构，制备简单且稳定性好。通过化学交联法在E-HIPFG表面固定山羊抗人IgG抗体，使其能够特异性识别人IgG。在10–100 µg/...
基于纸基的现场需求（PON）生物传感器因成本低、易使用而适用于食品安全、农业、疾病诊断和药物筛选，但现有纸基传感器多依赖生物标记、比色试剂和生物识别元件，在恶劣环境中稳定性有限。本文报道了一种无标记纸基生物传感器，由生物等离子体微阵列组成，用于在小体积生物流体中灵敏检测和定量蛋白靶标。生物等离子体微阵列采用超稳定生物等离子体墨水打印...
我们开发了一种新的无标记检测方法，利用新型即时检测（PoC）装置评估 AX-024 的抑制能力，用于自身免疫病新药开发。该 PoC 技术基于干涉光学检测方法（IODM）。为此，我们优化并建立了检测方案，研究含 T 细胞激活相关蛋白功能域的谷胱甘肽 S-转移酶修饰蛋白 GST-SH3.1 与 AX-024 抑制剂的作用。所用芯片为基于...
本文报道了基于光子集成回路（PIC）的无标记生物传感器，用于快速、多路检测六种猪源新发与地方性病毒：非洲猪瘟病毒（ASFV）、经典猪瘟病毒（CSFV）、猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）、猪细小病毒（PPV）、猪圆环病毒2型（PCV2）和猪A型流感病毒（SIV）。该光学生物传感器基于倏逝波技术，核心换能器为氮化硅中制备的谐振环（R...
本研究采用表面等离子共振成像（SPRi）和石英晶体微天平（QCM）两种无标记技术，表征纤维连接蛋白（fibronectin, FN）与抗纤维连接蛋白兔单克隆抗体之间的相互作用，并比较同一免疫传感器在两种换能方式下的响应。研究通过逐层构建传感器，考察半胱胺自组装层、抗体固定层以及抗体-抗原复合物形成对传感器响应的影响。结果表明，两种检...
生物层干涉仪（BLI）是一种广泛用于实时测定大分子相互作用动力学的技术。该技术通过检测生物传感器尖端反射白光干涉图案的变化，可测定蛋白-蛋白（如抗体-底物动力学）或蛋白-小分子（如药物发现）相互作用的结合参数。然而，BLI 在 DNA-蛋白相互作用研究中的应用较少受到重视。DNA 结合蛋白在细胞生物学中发挥重要作用，调控转录、DNA...
自严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发全球大流行以来，除经呼吸道主要感染途径外，该病毒还具有神经侵袭能力，可导致神经炎症和血脑屏障（BBB）损伤。感染期间病毒刺突蛋白可经血液循环播散，到达脑部后可能穿越BBB，该现象已在小鼠中证实，因此其医学意义重要。本研究旨在评估刺突蛋白S1亚基在高度暴露于感染的人体器官模型系...
单色反射测量是一种敏感且稳健的光学生物传感器检测方法，适用于生物分析。它基于反射单色光的干涉，且无需标记。本文提出一种基于 Berner 等人 2016 年专利技术的新型单色反射测量装置。通过倾斜微镜区域，可将分析通道和参考通道的光反射信号编码到特定载波频率，其幅度与局部反射成正比，因此单个光电二极管即可同时采集两个通道信号。两个经...
光学生物传感器凭借无标记检测与光学谐振增强，在疾病诊断中具有高准确度和高灵敏度，但基于贵金属纳米颗粒和精密微机电系统的光学生物传感器成本较高，限制其应用。本文提出一种基于纳米级聚对二甲苯C（Parylene C）薄膜的生物传感器原位再生与复用方法，并以绝缘体上硅（SOI）微环谐振器生物传感器为例进行验证。Parylene C 可通过...