蛋白质微阵列已成为药物与生物标志物开发及诊断领域的重要工具，多重结合亲和力测量因此尤为关键。微阵列蛋白检测的制备依赖将探针溶液精确点样到活性表面，以实现高效固定；然而，用于微阵列制备的高复杂度机器人点样仪价格昂贵，且需要专业人员操作，给资源有限的小型实验室带来显著限制。本文提出一种低成本、无仪器的点样技术，使熟悉移液操作的实验人员可...
本文报道一种用于监测溶液中葡萄糖水平的无标记生物传感器。研究了一种基于无线被动电感集成腔（IIC）的生物传感器，其由被动螺旋电感与金属腔谐振器集成构成，旨在实现毛细血管血糖的连续监测。该传感器基于腔体微扰理论：不同葡萄糖浓度的溶液通过腔体孔道与谐振器相互作用，改变腔内有效介电常数和有效磁导率，从而改变IIC的等效电容和电感，引起谐振...
检测上呼吸道病原体抗体对疫情监测、个体免疫状态评估、疫苗开发及基础免疫研究至关重要，在新冠疫情中尤为迫切。本文报道了一种基于阵列成像反射法（AIR）平台的多重无标记抗原微阵列生物传感器，用于同时检测人血清中针对SARS-CoV-2、SARS-CoV-1、MERS-CoV、三种常见循环冠状病毒（HKU1、229E、OC43）以及三种流...
回音壁模式（WGM）微谐振器因高Q因子和小模体积被广泛用于光学传感，但多数被动器件需要波导或光纤锥等复杂耦合系统，限制了实用性。主动谐振器可远程激发并收集WGM调制信号，是被动微谐振器的替代方案。本文报道一种双曲鼓形（HD）微盘激光器生物传感器，由罗丹明B掺杂光刻胶与二氧化硅微盘组成，可用于无标记生物分子检测。该传感器可检测低至1 ...
本文报道了玻璃生物芯片表征及无标记生物传感器验证数据，用于高灵敏同时测定人血清中自身抗体的浓度和天然动力学。天然动力学指自身抗体与游离、非固定抗原的相互作用。该传感器基于光谱相关干涉（SCI）和光谱相位干涉（SPI），以一次性显微镜盖玻片为生物芯片，通过实时记录识别点生物层厚度变化实现无标记检测。数据涵盖生物芯片表面化学修饰的多因素...
本文报道了一种用于自身免疫病诊断的多路无标记生物传感器，可在人血清中同时高灵敏测定自抗体的浓度及其天然动力学参数，后者反映自抗体对机体组织的攻击性。该传感器基于光谱相关干涉（SCI）和微阵列玻璃生物芯片的图像处理，采用可一次性使用的显微镜盖玻片，适合医学应用。以抗甲状腺球蛋白（anti-TG）和抗甲状腺过氧化物酶（anti-TPO）...
表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）是绿茶主要多酚，具有强抗氧化活性且易氧化，在体内主要由血清白蛋白运输，但其氧化型（ox. EGCG）常被忽视。本研究采用无标记光栅耦合干涉（GCI）双通道生物传感器，利用参考通道实时补偿非特异吸附，在亲水与疏水芯片表面考察 EGCG 及 ox. EGCG 与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用。结果表...
铅离子（Pb2+）污染对人类健康和环境构成严重威胁，开发灵敏可靠的 Pb2+ 生物传感器对水污染防控具有重要意义。本研究利用 Pb2+ 与富鸟嘌呤（G-rich）寡核苷酸特异性相互作用过程中的直接构象信号变化建立传感系统。Pb2+ 与 G-rich 寡核苷酸结合后，诱导其由单链构象转变为 G-四链体（G-quadruplex），该过...
食物过敏是全球常见疾病，目前约6%人口（2–2.5亿人）受累，儿童和青少年发病率上升明显，因此需要提高诊断效率。血清中免疫球蛋白E（IgE）检测是食物过敏体外诊断的典型方法。本文报道了一种基于无标记光子换能器BICELL（Biophotonic Sensing Cells）的IgE检测生物传感器。BICELL传感表面覆盖硝化纤维素薄...
鸟嘌呤及其衍生物水平异常与多种疾病相关，是重要的临床诊断生物标志物。为准确检测鸟嘌呤，本文构建了一种含 G-vacancy 的缺陷 G-四联体（DGQ），并分别采用 Thioflavine T（ThT）和血红素（hemin）作为 G-四联体特异性指示剂，建立无标记荧光和电化学生物传感器。G-rich DNA 探针在无鸟嘌呤时优先保持...
许多生物过程依赖脂质膜与蛋白质之间的复杂相互作用。为理解这些动态过程，需要在无侵入标记条件下区分不同生物分子组分并追踪其各自时间演化。本文提出一种无标记中红外生物传感器，可在异质生物样品中以高灵敏度区分多种分析物。该技术利用多共振超表面同时增强多种生物分子的不同振动指纹，在酰胺和亚甲基波段提供最高1000倍近场强度增强，从而实时分辨...
单细胞细胞因子分泌分析对于理解细胞功能异质性和开发新疗法至关重要。现有荧光和比色方法需要繁琐标记，影响细胞完整性并限制时间分辨率。本文提出一种无标记光流体纳米等离子体生物传感器，用于实时单细胞分析。该传感器将金纳米孔阵列与多功能微流控系统结合，利用小体积微腔和气动阀隔离单个细胞，并通过蛇形调节通道控制湿度，抑制 PDMS 蒸发造成的...
纳米等离子体传感器是表面敏感测量工具，可研究固-液界面生物大分子相互作用。除高表面灵敏度外，等离子体金属纳米颗粒可包覆薄介电层，提供多样表面化学选择。本文利用局域表面等离子共振（LSPR）测量，研究人血清白蛋白（HSA）在二氧化硅和二氧化钛包覆的金纳米盘阵列上的吸附，并建立比较不同灵敏度多基底响应的分析框架。生理离子强度下，两种基底...
制药行业因药物研发失败率高而面临巨大挑战。过去数十年，为安全性与有效性测试及早期研发阶段开发了多种新方法。基于药物-受体结合的体外筛选方法被认为是降低候选药物鉴定成本的良好替代方案，但通常需要耗时且繁琐的标记步骤。生物传感器由于可便捷、低成本地设计无标记检测方案而具有巨大潜力。本文首次在文献中比较了无标记光学生物传感器与阻抗电化学生...
细胞表面碳水化合物通过与其他生物分子相互作用介导细胞行为。由于碳水化合物结构复杂、多样且异质，全面表征其种类及结合伙伴十分困难。为此，糖组学领域发展了碳水化合物微阵列和无标记检测等新技术。本文报道将寡糖微阵列与无标记斜入射反射率差显微镜（OI-RD）相结合，用于实时表征寡糖结合蛋白。作者将氨基化人乳寡糖固定在环氧涂层玻璃基底上，制备...
焦点分子图（focal molography）是一种下一代生物传感器，可实时可视化特异性生物分子相互作用。它将传感器表面的亲和力调制转换为由结合到精确组装的分子识别位点纳米图案（称为“分子图”mologram）上的目标分子引起的折射率调制。分子图被设计为激光光在特异性结合分子处散射，并通过相长干涉在分子图焦点处产生强信号，而非特异性...
本研究开发了一种基于局域表面等离子共振（LSPR）的无标记生物传感器，用于检测结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）抗体，以融合蛋白 CFP10-ESAT6 作为抗原。结核分枝杆菌感染是全球重大公共卫生问题，现有诊断方法存在操作繁琐、需抗体标记或成本较高等局限。作者通过化学修饰将 CFP10-ESAT6...
本文报道了一种基于一维光子晶体微环谐振器（PhCR）的无标记光学生物传感器。该器件在绝缘体上硅（SOI）平台制备，微环中引入周期性空气孔形成一维光子晶体波导，使局域光学模式与空气孔内表面及顶表面产生更强光-物质相互作用，从而同时检测孔内和表面结合的分析物。与常规微环谐振器相比，PhCR 在体积折射率传感和表面生物分子传感中的灵敏度均...
本文报道了一种基于质谱的多重单核苷酸多态性（SNP）基因分型方法，利用等位基因特异性连接和链置换扩增（SDA）反应。首先对PCR扩增的目标DNA进行等位基因特异性连接，以区分SNP位点的碱基序列变异。主连接探针在3′端带有通用引物退火位点，次级连接探针在5′端带有缺口酶识别位点和互补质量标记序列。DNA连接酶仅在目标DNA的特定等位...
本文报道了一种基于双模波导干涉仪（BiMW）的无标记光学生物传感器，用于蛋白质的高灵敏直接检测。该干涉换能器在体相检测中的理论折射率分辨率为5×10–8 RIU，相当于2.8 fg mm–2的蛋白质量覆盖分辨率。器件采用Si3N4/SiO2纳米波导结构，633 nm光在单模段激发基模，在双模段同时激发基模和一阶横模；传感窗口处的倏逝...