本研究利用光学波导光模光谱（OWLS）对从人血中分离的原代单核细胞粘附与铺展进行原位、无标记监测。OWLS基于生物相容表面产生的倏逝光波，可高灵敏度实时检测界面附近折射率变化。作者将自制OWLS样品池改进为可控制温度和CO2的1.5 mL微型培养箱，适用于敏感原代细胞长期监测。通过同时监测共振峰位置和整体宽度，可区分分泌物吸附与细胞...
长周期光纤光栅（LPG）等光纤光栅已被提出作为生化传感的光学器件。在光栅区域发生的生化相互作用会改变周围介质的折射率，进而引起光纤透射光谱中共振波长的漂移，从而为表面等离子共振、干涉和光学谐振腔等无标记光学方法提供替代方案。本文采用Eudragit L100共聚物替代常用硅烷化方法对光纤进行生物功能化，并通过IgG/抗IgG免疫分析...
本研究采用两种无标记生物传感器平台——共振波导光栅（RWG）和表面等离子共振（SPR）——对大量抗登革病毒非结构蛋白1（NS1）单克隆抗体进行亲和力排序。登革NS1蛋白是早期诊断登革感染的血清学标志物，现有ELISA和侧流免疫层析NS1抗原捕获检测在敏感性和特异性方面仍有提升空间。作者对抗体-抗原相互作用进行了表征：在静态平衡条件下...
本文报道了针对海洋脂溶性毒素石房蛤酸（okadaic acid, OA）的 DNA 适配体筛选与鉴定，并将其用于构建无标记电化学生物传感器。通过指数富集系统进化（SELEX）筛选出的适配体对 OA 具有纳摩尔级解离常数。将亲和力最高的适配体经 5′ 二硫键修饰后，通过 Au-S 相互作用自组装固定于金电极表面，构建无标记适配体传感器...
适配体是体外筛选的 DNA 配体，可靶向蛋白质等生物分子。近年来，它们作为潜在治疗分子或生物传感器识别元件受到日益关注。在这两种应用中，迫切需要表征靶标与适配体在溶液中或固定于表面时的结合。在此背景下，我们开发了一种由微阵列化抗凝血酶适配体组成的动力学生物传感器，以评估该相互作用的动力学参数。无标记凝血酶与生物传感器的结合通过表面等...
无标记光学环谐振器传感器的噪声抑制技术对提升极低浓度生化分析检测能力至关重要。本文报道了一种自参考光流体环谐振器（SR-OFRR）无标记光学生物传感器。该传感器由两个赤道接触的毛细管基光学环谐振器构成，其中一个作为空腔参考谐振器，另一个作为传感谐振器兼微流道。通过监测耦合环谐振器系统中由共振失谐引起的模式分裂间隔，SR-OFRR 无...
本文报道了一种基于配体响应性G-四链体形成的无标记DNA检测方法。该方法采用无标记分子信标（MBs）和荧光染料N-甲基正卟啉IX（NMM），用于检测特定单链DNA序列，并以人类免疫缺陷病毒（HIV）RNA片段的逆转录寡核苷酸序列（20 nt）作为模型靶标。无靶DNA存在时，分子信标保持茎环闭合构象，G-四链体无法形成，NMM荧光信号...
本文报道了一种基于控释递送系统的无标记电化学发光（ECL）目标蛋白检测方法。作者采用通用程序制备了氧化铁磁性介孔二氧化硅纳米容器（MMSNs），将三(2,2′-联吡啶)钌(II)（[Ru(bpy)3]2+）作为客体分子负载于介孔孔道中，并以凝血酶结合适配体作为孔口门控元件。无目标蛋白时，适配体以无序单链形式通过静电作用吸附于带正电的...
本文首次将滚环扩增（RCA）应用于硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET），提出一种快速、无标记且高特异性的DNA检测方法。作者采用与CMOS兼容的各向异性自停止刻蚀工艺制备高响应SiNW阵列，避免混合工艺。探针DNA固定于SiNW表面后，与完全匹配的靶DNA及RCA引物进行夹心杂交；RCA引物进一步与RCA模板杂交，经DNA连接酶...
本文提出一种低成本、无标记的光学生物传感器，基于金涂层自组装纳米孔阳极氧化铝双层（Au-NAAB）。该结构由两个孔隙率不同的均匀纳米孔氧化铝层组成：上层为大孔层，下层为小孔层；各层孔径均匀、孔分布规则，且沿孔长方向孔径保持一致。为增强输出传感信号，在结构顶面沉积一层薄金膜。金膜提高了纳米孔氧化铝层与分析水溶液之间的折射率对比，使干涉...
本文报道了一种基于表面限制氧化还原基团界面充电的无标记生物传感方法。表面限制氧化还原基团可贡献可量化的氧化还原电容，并可通过阻抗导出的电容谱进行敏感探测。作者构建了同时包含氧化还原基团和特异性识别元件（抗体）的混合分子膜，使该充电信号能够敏感转导特定分析物的识别与结合。以C反应蛋白（CRP）为示例，CRP是反映心脏状态和全身创伤的重...
在研究和诊断实验室中，常需在水相样品中识别并定量特定生物分子。传统检测流程通常耗时，并依赖标记的二抗或其他信号试剂。本文提出并演示了一种极其简单、低成本、无标记的生物检测器，其通过测量流体样品与一种折射率接近水的无定形含氟聚合物基底之间界面反射光强度实现检测。该基底上以点阵形式固定多种抗体。在折射率匹配条件下，界面反射光量可直接用于...
本文开发了一种基于凝集素功能化碳纳米管的无标记电化学阻抗谱（EIS）生物传感器阵列，用于甲胎蛋白（AFP）的敏感测定与鉴别。传感器以丝网印刷碳电极（SPCE）为基底，将羧基功能化单壁碳纳米管（SWNTs）吸附于电极表面，并通过 EDC/NHS 活化后共价偶联小麦胚芽凝集素（WGA），再用 1% 牛血清白蛋白（BSA）封闭。AFP 与...
激素在亚ng/mL浓度下的快速检测对临床诊断、质量控制和环境监测具有重要意义。本文报道了一种基于水凝胶光波导光谱（HOWS）的新型无标记生物传感器，用于高灵敏检测17β-雌二醇（E2）。该传感器采用羧基化聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAAm）三元共聚物薄水凝胶层，将其固定于金属传感表面，使其同时充当生物分子结合基质和光波导。当水...
本文报道一种基于光子晶体表面波（PC SW）的无标记生物传感器装置。通过角度探测光学表面波共振，检测吸附层厚度变化；同时独立检测全反射临界角，获得液体折射率。s偏振用于PC SW，p偏振用于临界角，双通道分离体积与表面信号，提高无标记生物分子检测灵敏度。装置以BK-7玻璃基底上SiO2/Ta2O5一维光子晶体为换能器，结合流式池和C...
无标记（label-free）是描述多种前沿生物传感器技术的统称，这些技术因在七次跨膜 G 蛋白偶联受体（GPCR）药物发现中的应用而受到广泛关注。无标记生物传感器能够在活细胞中非侵入性地实时解析受体介导的应答，具有较高信息纹理和较广的信号通路覆盖范围，有助于研究经典单通路检测难以处理的受体整合信号转导生物学。该技术在人类原代细胞（...
本文报道了一种基于碳水化合物与凝集素相互作用的无标记电化学阻抗谱（EIS）生物传感器，用于直接检测癌细胞。该传感器将甘露糖特异性凝集素刀豆蛋白A（Con A）固定于金盘电极表面，构建 Con A 识别界面。将传感器与癌细胞样品孵育后，癌细胞表面糖链与 Con A 特异性结合，引起电极界面电荷转移电阻（Rct）变化；通过 EIS 测量...
为实现血糖连续监测，作者开发了一种植入式无标记光学传感器：将光纤探针置于注射器针头内部空腔中，并在探针尖端固定葡萄糖结合蛋白刀豆蛋白A（Concanavalin A, Con A）；针内加载化学偶联甘露糖的牛血清白蛋白（BSA-mannose）溶液，并用半透膜封闭。当传感器浸入葡萄糖样品时，葡萄糖小分子可自由透过半透膜，与针腔内的 ...
电化学阻抗谱（EIS）是一种简单且高灵敏的技术，可用于无标记方式评价适配体—靶标相互作用。本研究旨在验证EIS在甲卡西酮（METH）特异性适配体aptaMETH检测中的应用。作者将aptaMETH在METH和安非他明（Amph）存在下的折叠性质进行评价，并将折叠态与未折叠态aptaMETH固定于金电极表面，通过EIS测量电子电荷转移...
本文提出一种基于硅基槽波导环谐振器的无标记生物传感器，用于检测DNA杂交事件。作者采用基于全矢量H场有限元方法，对槽波导中准TE和准TM模式的场分布、有效折射率、功率限制因子及灵敏度进行数值分析。槽波导由两条纳米尺度硅轨构成，光场被限制在低折射率槽区，从而增强光与传感介质相互作用。传感表面先修饰1 nm硅烷连接层，再固定8 nm单链...