人生长激素（hGH）是由垂体前叶合成和分泌的多肽激素，其过量与垂体腺瘤引起的肢端肥大症相关，缺乏则与矮小症和Turner综合征等障碍相关。本研究报道了一种基于反射干涉傅里叶光谱（RIFTS）的微流控光学生物传感器，用于实时检测hGH。该平台以单层纳米孔阳极氧化铝（NAA）为核心，采用两步阳极氧化法制备，初始孔径为30–35 nm；通...
计数活细菌和功能性噬菌体是微生物学、监测、生物制药和诊断的基础，但传统菌落形成单位（CFU）和斑形成单位（PFU）计数仍依赖缓慢、费时的琼脂平板培养。本文报道一种无生长指示染料的微流控试纸条方法，可快速、简便地测定液体样品中的CFU mL−1和PFU mL−1。作者首次证明，氟聚合物微毛细管结合数字成像可在“蘸取-检测”格式中快速计...
本文报道了一种无标记、高灵敏度、微型化的微波微流控生物传感器，用于在流动状态下检测活细胞。该器件将微带stub谐振器集成于微流控结构上方，并采用金属纳米线填充多孔氧化铝膜技术，使细胞悬液在微通道中流动时位于stub尖端与接地平面之间，从而利用均匀且集中的电场分布。当单个活细胞进入传感区时，其相对介电常数与周围生物介质不同，引起传输信...
本文研究了用于快速生物医学分析的新型混合微流控生物芯片各元件制造技术的特点，并进行了比较分析。所设计生物芯片集成微流控系统，可在生物流体中富集目标化合物，从而提高系统灵敏度，并实现检测单元的无标记设计。文中给出了用于蛋白质结构无标记荧光检测的给定拓扑微流控系统的多层制造工艺：首先用(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷（APTMS）对玻璃基底...
针对SARS-CoV-2全球疫情对血清学检测的迫切需求，本文构建了一种全光纤菲涅尔反射微流控生物传感器（FRMB），将全光纤光学系统、微流控芯片和多模光纤生物探针集成于一体。系统采用单模-多模光纤耦合器（SMFC）同时完成入射光传输以及菲涅尔反射光的收集与传输，无需透镜、分色镜等光学分离元件，从而显著简化结构并提高光传输效率，适用于...
吞噬细胞通过识别并吞噬入侵微生物以清除感染，但细菌可在低水平下躲避免疫检测，或在被吞噬后于胞内复制。现有吞噬检测依赖流式细胞术或显微镜在大量未感染细胞中搜寻罕见胞内菌吞噬细胞，在研究与临床中均具挑战。本文首次通过变形性检测和显微成像证明，人单核细胞内化不同种类细菌后，其体积增大且刚度升高。基于这些物理差异，作者开发了一种微流控生物传...
基于超表面辅助的太赫兹（THz）实时无标记生物传感器备受关注，但在 THz 波段对强吸收液体样品进行高灵敏度特异性检测仍具挑战。本文将石墨烯与 THz 超表面集成到微流控细胞中，用于高灵敏生物传感。所提出的 THz 石墨烯-超表面微流控平台可有效减少样品溶液体积，并增强生物分子与 THz 波之间的相互作用，从而提高灵敏度。作为概念验...
本文报道一种用于电化学阻抗谱（EIS）的微流控芯片，作为无标记蛋白检测生物传感器，并以心肌肌钙蛋白I（cTnI）为模型。cTnI是心肌梗死最特异血清生物标志物之一。芯片由显微镜玻璃片作基底、溅射金电极和聚二甲基硅氧烷（PDMS）微通道组成。作者开发了电极功能化方案，兼顾传感层电荷转移、抗体特异性结合及降低非特异蛋白吸附，以避免假阳性...
由于多数生物分子尺寸与太赫兹（THz）波长相当，THz 波段在生物医学和生物传感中受到关注。本文提出一种非侵入、无标记的 THz 生物传感器，用于水样生物样品的快速检测与实时监测。传感器采用微流控方式，并利用局部伪表面等离子体（LSSP）谐振器的高度局域化特性，使其对表面附近介电常数的微小变化具有高灵敏度。该传感器设计于 1 THz...
循环肿瘤细胞（CTCs）在血液中可为癌症检测、诊断和治疗监测提供重要信息。本文报道一种基于微流控狭窄通道的生物传感器系统，集成嵌入式电极，用于检测并计数血液中的癌细胞。该传感器在细胞通过狭窄通道时测量多频率阻抗幅值和相位。癌细胞在通过时发生变形，而血细胞保持完整，从而产生差异阻抗谱，可用于检测和计数CTCs。论文报道两种器件构型：一...
本文报道一种用于研究单细胞生物物理特性的新型微流控生物传感器。芯片包含四条并行传感通道，每条通道由两个收缩区和一个松弛区组成，所有通道共享一对电极以记录电阻抗。通过测量不同频率下单细胞阻抗幅值和相位，并结合阻抗幅值变化对应的时间点，可获得细胞依次通过两个收缩区时的变形与过渡时间信息。收缩区之间的松弛区可提供额外时间戳，提高单细胞区分...
寄生虫来源细胞外囊泡（EVs）是感染性疾病诊断的潜在生物标志物。本文报道一种快速无标记生物检测，用于区分宿主与寄生虫EVs。该检测基于光子晶体（PC）生物传感器，利用宿主细胞分泌EV表面表达而寄生虫线虫（如猪蛔虫Ascaris suum）不表达的宿主特异性跨膜蛋白CD63作为识别靶标。PC表面经功能化修饰以捕获CD63，当EVs结合...
无创监测细胞在药物处理下分泌蛋白，是药物开发和细胞毒性检测中的关键工具。本文展示了一种表面功能化方法，用于特异性检测细胞释放的蛋白，并构建了集成高灵敏回音壁模式生物传感器（WGMB）与精确微流控控制的平台，实现无标记、实时检测。该平台可实时测量细胞生物标志物释放，具有纳摩尔级灵敏度。表面功能化方法通过生物素—链霉亲和素体系将抗体固定...
本研究开发一种名为迭代力学特性（iMECH）分析仪的微流控生物传感器，用于对单个细胞进行无标记生物力学表征，以区分转移性和非转移性人乳腺细胞系。此前结果表明，脉冲机械纳米压痕可调节细胞生物力学，使转移性和非转移性细胞系产生明显不同的力学响应。iMECH分析仪将这一概念转化为更具临床相关性的微流控平台。该分析仪通过负压驱动细胞穿过由窄...
本文报道了一种用于 DNA 杂交检测的微流控电化学芯片（lab-on-a-chip, LOC）装置。该装置由 3×3 微电极阵列与双层微流控阀控操纵系统组成，可对微升级样品进行受控、自动化和高通量分析。微电极表面通过硫醇自组装修饰单链 DNA（ssDNA）探针，用于特异性捕获互补 ssDNA 靶标。检测采用电容法，通过测量 DNA ...
大规模、低成本地制造高灵敏度传感器，用于实时检测生化物和分子物质，为生物分析筛查与医学诊断提供了新机遇。平面集成光子谐振器具有小尺寸、可空间与波长复用、可在晶圆级与微流控系统集成的优点，已成为这些应用领域的有前景传感平台。本文实现了一种光流体无标记生物传感器，其核心是嵌入硅/玻璃微流道中的氢化非晶硅（a-Si:H）微环谐振器，微流道...
生物传感器需要能特异性结合靶标分析物的生物识别元件，以及将该结合事件转换为可测信号的信号换能器。尽管现有生物传感方法可在实验室环境中灵敏检测多种靶标，但利用传统光学、质量或电化学换能器开发低成本便携式即时诊断生物传感器仍存在固有困难。因此，开发用于低成本和便携环境中识别结合事件的新型生物传感换能元件具有重要意义。本文展示了一种新型电...
本文首次展示集成纳米流体二极管用于检测和定量生理相关大分子。人肌钙蛋白T（cTnT）作为关键心脏蛋白生物标志物，在缓冲液中可无标记、选择性、快速检测至10 fg/mL（约0.3 fM），在未处理人血清中检测至10 pg/mL（约300 fM）。该超灵敏检测源于单片集成的独特纳米流体二极管结构，其稳健且便于位点特异性表面修饰。器件具有...
本文报道一种基于微流控芯片电泳与适配体-羧基荧光素/氧化石墨烯能量转移相结合的高通量、平行光学传感平台。该平台采用单一颜色荧光探针，通过氧化石墨烯对5'-FAM标记单链适配体荧光的超强猝灭，以及目标蛋白结合后适配体从氧化石墨烯表面释放引起的荧光恢复，实现无标记多蛋白检测。微流控芯片采用等电聚焦-毛细管区带电泳二维分离结构，将不同蛋白...
本研究在微芯片中采用介电阻抗谱监测生物分子向光消融过程所得异质聚合物表面的吸附。传感器由薄介电层构成，一侧为两个平行碳微带电极，另一侧为光消融表面。与光学生物传感器相比，生物分子无需标记；但当生物分子相互作用发生时，它们需附着到与微电极耦合的聚合物表面。基于该原理，作者开发了一种流动传感器，用于记录吸附动力学，并以牛血清白蛋白（BS...