生物传感器在多个研究领域具有重要作用。带耗散监测的石英晶体微天平（QCM-D）是灵敏器件，可实时观察结合事件；与适配体联用具有选择性、无标记检测多种靶标的潜力。本研究开发了一种用于 QCM-D 适配体传感器的替代表面功能化方法，通过模拟人工细胞膜为靶标结合创造接近生理的环境。采用囊泡铺展法形成由 1-棕榈酰-2-油酰-甘油-3-磷酸...
近期疫情后，快速诊断检测需求受到广泛关注。中和抗体或诊断用抗体的生产通常需要代表病原体的重组蛋白，但能够模拟这些重组蛋白的肽可被快速利用，尤其适用于疫情等紧急情况。本文报道了两种模拟严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）刺突蛋白受体结合域（RBD）的肽，并研究其在临床样本中与相应人免疫球蛋白G（IgG）和免疫球蛋白M（...
基于微流控技术的即时尿液分析设备作为实验室生化检测的替代方案已发展数十年。尿液蛋白（白蛋白、免疫球蛋白、尿调蛋白、血红蛋白等）是多种病理状态的重要生物标志物，需由尿液分析传感器选择性检测。挑战在于区分同一蛋白的不同寡聚体形式，例如尿调蛋白，其生化亲和力相似但物理性质不同。为选择性检测不同类型蛋白，本文提出一种剪切体声波谐振器传感器，...
抗甲状腺球蛋白抗体（TgAb）检测是甲状腺疾病管理中的必要实验室手段。现有免疫测定方法仍存在局限，亟需快速、灵敏且无标记的检测技术。本研究旨在开发基于石英晶体微天平（QCM）技术的人血清 TgAb 检测方法。作者将甲状腺球蛋白（Tg）固定化于 Attana LNB Carboxyl 传感器芯片表面，建立覆盖 1–50000 kIU/...
本文报道了一种在流动系统中运行的厚度剪切模式（TSM）声学波生物传感器，用于监测小鼠预分化视网膜组织对辐射/光照的响应。裸金电极对照实验表明，在不同光强和不同浸泡溶液下，谐振频率（Fs）和动态电阻（Rm）均出现可逆变化；瞬态变化幅度与光强成正比，而与溶液类型无关，作者将其归因于电极-液体界面的声学耦合现象。将小鼠视网膜组织沉积于 T...
本文报道了一种用于检测胰蛋白酶（trypsin）的无标记生物传感器。该传感器以肽功能化石英晶体微天平（QCM）金电极为核心，将合成肽链通过自组装方式紧密固定于 QCM 电极表面，形成薄而近似刚性的肽层。由于胰蛋白酶可特异性切割肽链中精氨酸和赖氨酸羧基端的肽键，检测信号通过计算 QCM 电极表面质量变化获得。当金纳米颗粒偶联到肽链上时...
乳腺癌是女性最常见癌症，其发生与乳腺上皮细胞中受体异常表达或失调有关，因此可利用特异性抗体通过膜受体检测癌细胞。本研究构建石英晶体微天平（QCM）生物传感器，以人转移性乳腺癌细胞MDA MB 231为模型，因其膜上Notch-4受体过表达。首先合成聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)纳米粒子（PHEMA-NPs）并固定于QCM芯片表面以增大...
无标记生物传感器（包括传统石英晶体微天平QCM）易受样品中污染物非特异性吸附影响，难以从复杂基质中提取仅由目标物引起的响应。本研究提出利用超高频无线QCM生物传感器克服该难题。通过减薄石英谐振器，QCM灵敏度显著提高，谐振频率升高，表面振动速度加快。污染物与石英表面仅弱相互作用，无法跟随快速表面运动，因而不能作为负载质量被检测；而目...
微小RNA（miRNA）是一类约22个核苷酸的短非编码RNA，在细胞增殖、分化和凋亡等过程中调控基因表达，并与癌症、心血管疾病等密切相关，已成为重要的疾病标志物。本文构建了一种miRNA修饰的石英晶体微天平（QCM）生物传感器，用于快速、有效地检测miRNA。该传感器以探针miR-27a为识别元件，通过其与不同目标miRNA（miR...
本文介绍一种无标记细胞基生物传感器方法，用于研究生物分子与细胞表面受体之间的相互作用，从而在天然生物学背景下评估分子识别事件。由于分析物直接结合仍完整保留在细胞膜上的受体，实验可保留细胞表面微环境、糖基化、膜蛋白聚集等复杂性，获得完整结合动力学信息。方法基于 Attana 细胞生物传感器平台（石英晶体微天平，QCM），通过双通道流动...
与以往在体相溶液中研究淀粉样β（Aβ）聚集不同，本文利用无线石英晶体微天平（QCM）生物传感器检测石英表面上 Aβ 聚集体结构变化，该表面过程更接近细胞膜上的聚集。研究采用基频约 58 MHz 的石英晶体，通过监测基频及最高第 7 倍频（406 MHz）的频率响应，实时追踪石英表面由 Aβ 单体、寡聚体到纤维形成的粘弹性变化。结合原...
肿瘤坏死因子α（TNFα）是人体炎症过程的重要标志物。当前临床中TNFα血液或血浆水平测定首选酶联免疫吸附测定（ELISA）。压电免疫传感器是记录其表面亲和相互作用的分析平台，有望成为ELISA的功能性替代方法。本研究将抗TNFα抗体固定于石英晶体微天平（QCM）传感器表面，并在磁性颗粒上构建相同识别层。检测时先使样品中的人TNFα...
本研究开发了一种基于压电陶瓷谐振器的新型生物传感器，用于直接检测癌症标志物。首次将商用高谐振频率PZT陶瓷谐振器用作压电生物传感器换能器。设计双陶瓷谐振器并联方案：两个谐振器并联，一个作为传感单元，另一个作为控制单元，以最小化温度波动等环境影响并满足生物传感所需频率稳定性。通过测量频率变化检测前列腺特异性抗原（PSA）和甲胎蛋白（A...
麸质是存在于小麦及其相关谷物中的蛋白质复合体，由麦胶蛋白和谷蛋白构成，赋予烘焙食品、面包和意面特定质地。麦胶蛋白是引发乳糜泻的主要致病因子，而乳糜泻是西方世界最常见的食物相关疾病之一。鉴于麦胶蛋白检测的重要性，本研究将石英晶体微天平（QCM）这一廉价、坚固的压电换能技术与光子固定技术（PIT）相结合。PIT是一种有效的表面功能化方法...
本研究开发了一种基于石英晶体微天平（QCM）生物传感器的新方法，用于实时、无标记分析未固定癌细胞表面碳水化合物-蛋白相互作用的结合热力学与动力学。结肠腺癌细胞KM-12和卵巢腺癌细胞SKOV-3在优化聚苯乙烯涂层生物传感器芯片上生长，无需固定。通过实时监测细胞表面碳水化合物与多种凝集素（WGA、Con A、UEA-I、GS-II、P...
本文报道了一种用于无标记实时检测可卡因的超高频压电适配体传感器。该声学波传感平台以AT切石英为基底，表面通过S-(11-三氯硅基-十一烷基)-苯基硫磺酸（BTS）自组装层进行功能化，随后将5'-巯基修饰的抗可卡因MN4 DNA适配体（tmMN4）固定于表面。作者利用X射线光电子能谱（XPS）监测表面制备过程，并采用电磁压电声学传感器...
本研究采用带耗散监测的石英晶体微天平（QCM-D）对活 MCF-7 乳腺癌细胞进行实时、无标记监测，以评估白藜芦醇的抗肿瘤活性。作者分别构建聚-L-赖氨酸（PLL）修饰的 QCM-D 传感器和壳聚糖-叶酸（CS-FA）复合膜功能化金基底传感器：前者用于追踪白藜芦醇处理后细胞黏弹性、刚度等机械性能变化，后者用于监测细胞表面叶酸受体（F...
红细胞释放的血红蛋白（Hb）是多种吸血寄生虫的主要营养来源。天冬氨酸蛋白酶组织蛋白酶D（cathepsin D, CatD）是一种血红蛋白酶，参与Hb降解过程，是化学干预的潜在靶点。然而，传统研究Hb降解的酶学检测多采用分光光度法，无法实时监测，且易受复杂样品中吸光或荧光干扰。本文报道了一种基于石英晶体微天平（QCM）的生物传感器，...
本文报道了一种基于氨基功能化石墨烯/等离子体聚合烯丙胺（G–PPAA）纳米复合膜的无标记适配体生物传感器，用于凝血酶检测。首先将石墨烯组装于基底上，随后自组装十八胺（OTA）以保护石墨烯免受后续等离子体辐照刻蚀；再在石墨烯/OTA 表面通过等离子体聚合沉积烯丙胺，形成富含氨基的 G–PPAA 纳米复合膜。无标记凝血酶适配体通过其磷酸...
本研究开发了一种高灵敏、可回收的石英晶体微天平（QCM）生物传感器，用于实时检测乳腺癌细胞。该传感器以壳聚糖（CS）与叶酸（FA）共价偶联形成 CS-FA 共轭物，利用 MCF-7 乳腺癌细胞表面过表达的叶酸受体（FR）实现选择性识别。通过紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱表征 CS-FA 共轭物，原子力显微镜和扫描电镜进一步观察其...