本文报道了一种基于光子晶体全内反射（PC-TIR）的无标记生物传感器，用于检测心脏生物标志物肌红蛋白（myoglobin）。该传感器具有独特的开放光学微腔结构，相比传统封闭微腔，便于传感表面功能化，适合快速生物分子结合检测。光子晶体结构可通过设计在任意光学波长工作。作者通过精细设计光子晶体结构、表面生化修饰并集成微流控系统，使传感器...
本文报道了聚合糖与目标凝集素结合反应的阻抗转导。在0.95 V vs. Ag/AgCl下对吡咯-乳糖基和吡咯-3′-唾液酸乳糖基进行恒电位电氧化，得到薄而可重复的聚吡咯-糖膜。通过循环伏安法，在六氨合钌和氢醌存在下，证明花生凝集素（PNA）和阿穆尔槐凝集素（MAA）分别亲和结合到相应电极上。旋转圆盘实验测定两种聚吡咯膜及其与凝集素孵...
蛋白质和核酸的检测主要依赖荧光光学方法，但需要昂贵笨重的光学设备并需荧光标记，成本和时间较高。本文报道了一种名为纳米针生物传感器的纳米电子探针，用于在纳米尺度无标记地电学探测核酸和蛋白质。该传感器由四层薄膜构成：底部导电层作为电极，其上为氧化层，再上层为另一导电层，最上方为保护氧化层。当蛋白质或核酸接近纳米针尖端时，传感电极之间的阻...
本研究开发了一种基于表面等离子共振（SPR）的结核分枝杆菌（MTB）DNA 传感器，利用光纤通信激光波长的高重复性和稳定性进行波长调制。传感器采用 Kretschmann 棱镜结构，在 1550 nm 附近通信波长下对 MTB DNA 进行无标记检测。实验表明，1 μg/mL 和 10 μg/mL MTB DNA 在最佳耦合条件下具...
细胞与细胞外基质（ECM）的粘附是细胞分化、迁移、增殖、存活及组织发育等过程的基础，也是无标记生物传感器的重要研究内容，但受体信号对细胞粘附过程的影响仍较少被关注。本文报道了基于共振波导光栅（RWG）生物传感器的无标记检测与荧光成像双模方法，用于研究稳定表达绿色荧光蛋白（GFP）标记β2-肾上腺素能受体（β2-AR）的工程化HEK-...
本文报道了一种基于纳米结构多孔硅的无标记光学生物传感器，用于快速捕获和检测大肠杆菌K12（Escherichia coli K12）模式微生物。该传感器依靠目标细菌细胞直接结合到传感器表面，无需对样品进行裂解等预处理。介孔二氧化硅薄膜作为光学换能元件，在白光照射下，其反射谱呈现清晰的Fabry-Pérot干涉条纹；对反射谱进行快速傅...
检测活体微藻细胞对压载水处理与分析非常重要。叶绿素荧光是光合活性的指标，因而可反映植物细胞的存活状态。本文开发了一种新型微流控生物传感器系统，基于叶绿素荧光快速、准确地检测单个微藻细胞的活力。该系统由激光二极管激发光源、光电二极管探测器、信号分析电路以及作为微藻细胞运输平台的微流控芯片组成。为验证系统实用性，测试了六种不同活体和死亡...
本文提出并理论研究了基于波导与纳米腔的紧凑型二维光子晶体生物传感器。当DNA分子或蛋白质等生物材料被捕获在光子晶体孔洞内时，会引起输出端谐振波长发生漂移。仿真得到品质因子约4000，灵敏度约1.63 nm/fg。作者还将该结构作为整体折射率传感器研究，灵敏度约为165.45 nm/RIU。进一步通过围绕腔体移动单个孔实现晶格位移，将...
生物传感器用于检测蛋白质和核酸等生化分子。传统酶联免疫吸附测定（ELISA）灵敏但需数小时且通常需将荧光分子标记到目标分子。微加工电检测生物传感器正在发展。本文描述一种超灵敏、实时、无标记、局域化设备，称为纳米针生物传感器，有望克服现有生物传感器局限。其关键元件是针端约10 nm宽的环形间隙，为敏感区；传感器总直径约100 nm。该...
本文报道了一种基于石墨烯修饰玻璃碳电极（G/GCE）的简单、超灵敏、无标记电化学方法，用于评价蛋白酪氨酸激酶（PTK）活性及其抑制。石墨烯可通过电催化氧化反应增强酪氨酸（Tyr）残基的电化学响应；激酶催化磷酸化后，磷酸化酪氨酸（pTyr）呈电不活性，使 Tyr 氧化电流降低。因此，肽中 Tyr 残基的电化学信号可作为内源信号报告物，...
本研究提出一种基于体外大鼠旁路环的微流控生物传感器，用于监测血液流变学与血流动力学性质的时间变化。通过将腹主动脉与颈静脉连接至包含流量稳定器和微流控生物传感器的体外旁路环，建立复杂流体网络，以监测大鼠血液粘度、流量和压力等生物物理性质。该方法基于微流控通道中的两步顺序流量控制，采用无标记、无传感器检测方式，同时测量上述三项性质，并利...
本文报道了一种基于溶液法氧化铟镓锌（IGZO）薄膜晶体管（TFT）的高灵敏、无标记DNA检测方法。传统荧光DNA检测需要标记靶标并依赖光学扫描，成本高且耗时；而TFT可直接将生物识别事件转换为电信号，适合低成本、高密度传感阵列。作者将人工设计的双交叉（DX）DNA纳米结构物理固定于IGZO背沟道表面，并引入不同浓度的二价铜离子（Cu...
首次通过简便无模板法在金基底上实现杂化微阵列的高取向生长。形成机制涉及金基底与杂化晶体之间自组装单分子层（SAMs）产生的界面结构导向力。不同SAM及组装分子表面覆盖率对界面导向力和杂化薄膜形貌起关键作用。在具有刚性骨架、高度取向且垂直排列的1,4-苯二硫醇SAM上形成高取向杂化微阵列，为杂化晶体取向生长提供强结构导向力；通过控制组...
本文报道一种用于生物样品介电谱分析的集成生物传感器。该器件采用0.35 μm标准CMOS工艺制备16×12微电极阵列，通过交流激励测量悬浮生物分子溶液的阻抗，无需荧光标记、表面固定或芯片功能化。作者测试了不同浓度单链DNA和牛血清白蛋白溶液，发现溶液阻抗与生物分子浓度呈显著相关，在双对数坐标下近似线性，表明该传感器可用作浓度传感器。...
本文报道了一种基于电渗流原理的无标记生物传感新方法。电渗流指在随机取向和分布的离散导电元件体系中形成长程电连接。将该原理用于生物相互作用，可直接以电子方式测量生物组分。该传感器的核心是生物半导体（BSC），即多层三维碳纳米管—抗体网络。当抗原与抗体结合时，网络连续性被破坏，导致网络电阻增加。BSC 可通过将预功能化单壁碳纳米管（SW...
炭疽保护性抗原（PA）前孔七聚体的第2结构域在内体酸化过程中发生展开与再折叠，形成可插入内体膜的约100 Å β桶状孔，并促进致死因子（LF）和/或水肿因子（EF）从内体向细胞质转位。作者构建了PA前孔与LF结合域LFN的固定化复合物，利用表面等离子共振（SPR）和生物层干涉（BLI）实时监测前孔向孔转变的动力学。当溶液pH从7.5...
本文报道了一种用于无标记检测的石墨烯-金纳米金字塔杂化表面增强拉曼散射（SERS）平台。作者以(001)硅片为模板，通过聚苯乙烯球模板、铬掩膜和KOH各向异性刻蚀制备可重复使用的倒金字塔结构，并复制出大面积、尺寸均一的金纳米金字塔阵列；随后将化学气相沉积单层石墨烯（SLG）经PMMA转移覆盖于金尖表面，形成生物相容、化学稳定的杂化S...
微小 RNA（miRNA）是长度约 19–23 个核苷酸的小 RNA，在基因调控、胚胎分化、造血及多种癌症中发挥重要作用。本文报道了一种基于碳纳米管场效应晶体管（CNTs-FET）的无标记、快速、高特异性电子检测 miRNA 的生物传感器。该传感器以康乃馨意大利环斑病毒 p19 蛋白（CIRV p19）为识别元件，p19 可按尺寸依...
本研究采用多晶硅纳米线场效应晶体管（poly-Si NWFET）作为生物传感器，利用侧壁间隔物技术替代昂贵的电子束光刻，实现低成本、可规模化的器件制备。该传感器用于人血清中前列腺特异性抗原（PSA）的实时、无标记、超高灵敏度检测。由于血清蛋白组复杂且含高浓度盐类及干扰物，作者建立了真实样品前处理标准操作流程，通过微滤、脱盐和缓冲液交...
本文提出一种基于2.4 GHz振荡频率偏移的射频生物传感器平台，用于无标记、实时检测生物分子结合事件。系统由振荡器、高Q表面声波（SAW）滤波器和射频功率检测器组成。其基本原理是：生物分子在平面谐振器表面固定后，会改变谐振器的电阻、电感和电容等阻抗特性，进而引起振荡器频率发生偏移。由于目标生物分子质量和尺寸很小，直接频率偏移通常极小...