卵巢癌死亡率高且肿瘤异质性强，早期诊断困难。本研究报道了一种基于绝缘体上硅（SOI）纳米线结构的生物传感器（SOI-NW biosensor），用于检测与卵巢癌发生相关的微小RNA（miRNA）。该传感器芯片表面制备有宽3 µm、长10 µm的硅纳米线阵列，采用与CMOS工艺兼容的自上而下方法制造。与目标miRNA互补的寡核苷酸探针...
生物传感与生物成像对于理解活体系统中的生理和病理过程至关重要，例如疾病检测与机制解析。光纤凭借体积小、抗电磁干扰、生物相容性好、响应快、成本低等优势，在生物传感和生物成像领域发挥了重要作用。本文综述了七类常见光纤无标记生物传感器以及光纤在光声成像(PAI)中超声检测的应用。重点介绍光纤光栅、表面等离子共振(SPR)、Sagnac干涉...
本研究以纯 TiO2 和铜掺杂 TiO2（Cu-TiO2）纳米结构为基底，构建无酶、无标记肌红蛋白（Mb）检测生物传感器，用于急性心肌梗死（AMI）识别。采用简便溶胶-凝胶法制备 Cu-TiO2 纳米材料，并通过多种技术表征其形貌、组成、结构、光学和电化学特性，结果显示材料结晶性好、纯度高。将合成纳米材料厚膜涂覆于预制金丝网印刷电极...
本文建立了包含边缘场效应的介电调制双栅二维过渡金属硫族化合物场效应晶体管（DM-DG-TMD-FET）无标记生物传感器解析模型。模型针对两种器件结构：结构1为纳米空腔上方无栅极，结构2为纳米空腔上方有栅极，其传感依据是纳米空腔内生物分子介电常数的调制。所提模型借助少量拟合参数与量子数值仿真结果验证，并与二维数值仿真器 SILVACO...
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...
生长分化因子11（GDF11）浓度检测方法较少且准确性不足。本文设计了一种扭曲光纤包层表面等离子共振（SPR）传感器，用于高精度检测GDF11浓度。该传感器通过光纤热熔融扭转微加工技术，将光纤芯模耦合至包层模，从而在包层表面构建SPR传感结构；随后对传感表面进行功能化修饰，使其具备对GDF11的特异性识别能力。实验结果表明，在GDF...
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...
在新冠疫情背景下，快速无标记病毒筛查和高灵敏分析工具至关重要。本研究开发了一种基于硅纳米带多通道场效应晶体管（SOI-FET）和介电泳（DEP）控制的生物传感器件，其表面功能化 SARS-CoV-2 刺突蛋白（S蛋白）单克隆抗体，用于检测和表征病毒及其蛋白组分。研究采用基于水疱性口炎病毒（VSV）和 HIV-1 的复制缺陷病毒样颗粒...
本工作将便携式个人血糖仪（PGM）作为电化学装置，用于非葡萄糖靶标SARS-CoV-2 N基因和PCB77的灵敏检测。作者制备了可响应CRISPR/Cas系统的DNA水凝胶，以无标记方式包埋蔗糖酶（invertase）。当靶标存在时，滚环扩增（RCA）产生Cas12a激活所需的重复序列；与一对一识别不同，激活的Cas12a可高效切割...
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...
生物传感器微型化对体内生物标志物检测、疾病诊断和新冠等公共卫生事件中的即时检测具有重要意义。本文报道一种超微型光纤端头等离子体生物传感器，利用原位精密光还原技术将尺寸可控的金纳米颗粒（AuNPs）直接加性打印在标准多模光纤端面，形成可见光波段局域表面等离子体共振（LSPR）传感结构。AuNPs具有明显LSPR峰，其峰波长可作为无标记...
有机场效应晶体管（OFET）因固有增益放大和良好生物相容性而广泛用于生物检测，但多数OFET生物传感器存在制备周期长、工艺复杂和材料昂贵等缺点。本文提出一种简单、低成本的无标记免疫球蛋白G（IgG）检测方法。该器件采用活性介电双层场效应晶体管结构，并以3D打印银源漏电极降低成本。活性层为聚(3-己基噻吩)（P3HT），通过物理吸附抗...
适配体是用于特异性检测多种疾病相关生物标志物的重要生物识别材料。近年来，多种方法被用于将适配体与目标分子的特异性结合转化为可测量信号，并发展出多种适配体生物传感器用于临床诊断。结合不同纳米材料可进一步提高灵敏度与检出限。本文是一篇批判性综述，重点阐述适配体作为生物传感器识别元件的优势，包括高亲和力、高选择性、化学稳定性好、合成成本低...
本文设计了一种用于快速无标记检测循环肿瘤DNA（ctDNA，非小细胞肺癌NSCLC中EGFR 19缺失突变）的超灵敏电化学生物传感器。作者将高度共轭的2,3,6,7,10,11-六羟基三苯烯（HHTP）与Ni(II)离子配位，一步水热合成二维多孔导电金属有机框架Ni-catecholates（Ni-CAT）。随后在经Ni-CAT/碳...
本文报道了一种基于氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）的无标记、快速、特异性HER2抗原检测生物传感器。利用硫醇化学将HER2抗体固定于传感器金栅极传感区，拉曼光谱在约260 cm−1处确认金–硫复合物的形成，傅里叶变换红外光谱和原子力显微镜进一步证实硫醇及游离羧基的功能化。芯片上酶联免疫吸附试验（ELISA）用于确认抗体...
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...
本研究采用电子束光刻（EBL）结合互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺，自上而下制备了高灵敏度硅纳米线（SiNW）传感器，实现器件微型化及几何与表面性质的均匀可控。通过设计不同宽度和数量的 SiNW，研究其对 pH 的响应。单根 60 nm 宽 SiNW 器件表现出理想 pH 响应 18.26×10^6 Ω/pH，并在 pH 4–1...
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...
石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器因高比表面积和费米能级对表面带电生物分子的高敏感性而具有优异灵敏度。多数已报道 GFET 使用笨重外部参比电极，限制芯片集成并增加成本。本研究采用片上集成液态金电极的 GFET 阵列，用于 SARS-CoV-2 检测，并分别用抗体或适配体功能化以选择性结合刺突蛋白。适配体功能化 GFET（Ap...
本研究首次利用亚甲基蓝（MB）与氧化铟锡（ITO）电极表面之间静电相互作用的目标诱导差异，构建了一种用于检测flap endonuclease 1（FEN1）活性的无标记均相电化学生物传感器。在无FEN1存在时，带正电荷的MB可自由扩散至带负电荷的ITO电极表面，产生较强的差分脉冲伏安（DPV）电流信号。当存在FEN1时，其特异性切...