Plasmonic biosensor enabled by resonant quantum tunnelling.
超表面因能在扩展区域产生强光场局域与增强，是光学传感的理想平台，但依赖外部光源和笨重耦合器件，限制了即时检测应用。本文提出一种由量子隧穿结提供内置光源的等离激元生物传感器。光学共振的双周期金纳米线超表面作为隧穿结顶电极，在大面积上产生高度均匀发光，并通过等离激元纳米天线模式同时增强光谱与折射率灵敏度。作为概念验证，作者实现了纳米厚聚...
Everything's under Control: Maximizing Biosensor Performance through Negative Control Probe Selection.
无标记生物传感技术快速发展，可用于复杂生物溶液中检测大分子，服务于疾病状态监测、药物发现和基础科学研究。然而，在血清等复杂基质中，非特异性结合会干扰检测；无标记传感器若不使用参考（阴性对照）探针，几乎无法区分非特异性相互作用，只有通过参考减法才能忠实报告特异性结合信号。目前该问题研究较少。本文提出一种受FDA启发的最优对照探针选择框...
Stannous Chloride-Modified Glass Substrates for Biomolecule Immobilization: Development of Label-Free Interferometric Sensor Chips for Highly Sensitive Detection of Aflatoxin B1 in Corn.
本研究开发氯化亚锡（SnCl2）修饰玻璃基底用于生物分子固定，并将其应用于无标记干涉生物传感器芯片的制备。通过优化玻璃修饰工艺，确定5% SnCl2浓度、45 min反应时间和150°C干燥温度为高效蛋白固定的条件。基于SnCl2修饰玻璃基底和无标记光谱相位干涉（SPI）技术，构建了用于检测黄曲霉毒素B1（AFB1）的生物传感器。A...
Optical Interferometric Device for Rapid and Specific Detection of Biological Cells.
本文报道一种用于从液体样品中无标记检测细胞的快速、准确光学方法。该方法基于单模光纤直接出射的锥形激光与从平面玻璃表面反射的光之间的干涉。玻璃表面经抗细胞抗体功能化，样品中目标细胞结合到该表面后改变反射光束，并进一步改变干涉图案；通过记录和解析图像变化即可判断样品中是否存在细胞。作为概念验证，作者使用 U937 细胞悬液，并将玻璃腔室...
A Nanoplasmonic Assay for Point-of-Care Detection of Mannose-Binding Lectin in Human Serum.
甘露糖结合凝集素（MBL）激活补体凝集素途径及后续炎症机制，许多疾病的发生与预后受其活性和血清浓度影响。现有ELISA检测需多步孵育和洗涤，耗时长。本文开发一种纳米等离子体检测，用于即时检测人血清中的MBL。该检测基于通过两亲性连接子功能化甘露糖的金纳米棒（Man-GNRs）。实验确定糖在纳米棒表面的有效接枝量，接枝密度约4分子/n...
Dynamic Measurement of a Cancer Biomarker: Towards In Situ Application of a Fiber-Optic Ball Resonator Biosensor in CD44 Protein Detection.
连续实时监测蛋白生物标志物可显著提升癌症诊疗的准确性与疗效。现有 ELISA 等方法操作繁琐、难以多重检测且只能单时间点观测。本研究设计、制备并评估了一种基于单模光纤球谐振器的动态生物传感器平台，用于原位模拟条件下检测癌症生物标志物 CD44 蛋白。静态与动态蔗糖校准表明传感器对折射率变化具有相近灵敏度，证明其适用于动态测量；压力测...
Serum antibody fingerprinting of SARS-CoV-2 variants in infected and vaccinated subjects by label-free microarray biosensor.
病毒感染和疫苗接种均会改变人体抗体库。本文报道了一种基于无标记反射式生物传感器的快速多联检测法，用于对血清中针对五种 SARS-CoV-2 变异株的抗体进行指纹分析。该传感器表面固定了病毒抗原微阵列，可实时、无标记地检测血清抗体与抗原的结合。作者分析了康复者血浆和疫苗接种者血浆，提取了总免疫球蛋白（Ig）和 IgA 分量的个体抗体谱...
Design of a High
近年来，硅基片上传感研究显著增加。本文设计了一种基于平板光子晶体结构的耦合腔波导（CCW），用作无标记生物传感器。该光子晶体由三角晶格排列的空气孔构成，通过引入缺陷可构建对折射率微小变化高度敏感、仅需少量分析物即可响应的传感器件。研究采用平面波展开法（PWE）分析 CCW 模式的色散关系与场分布，并采用有限差分时间域（FDTD）方法...
Eight-channel SiNx microring-resonator based photonic biosensor for label-free fluid analysis in the optical C-band.
本文报道一种用于生物医学分析的芯片级多通道传感平台，基于光学氮化硅（SiNx）微环谐振器（MRR）。该光子集成芯片工作在约1550 nm 的 C 波段，采用 CMOS 兼容工艺制造，包含低限制波导、光栅耦合器、多模干涉耦合器和八个 MRR 传感通道，并配备可更换微流控腔以控制样品流动。作者通过氧等离子体、氨基硅烷和戊二醛对 MRR ...
Label-free detection of cardiac troponin-I with packaged thin-walled microbubble resonators.
心脏肌弹蛋白I（cTnI）具有心肌特异性，其检测被广泛用于急性心肌梗死（AMI）诊断，临床推荐截断值通常低于0.1 ng/mL。本文报道一种基于封装薄壁微泡谐振器的无标记生物传感器，利用回音壁模式（WGM）实现cTnI的特异性检测。微泡由熔融石英毛细管制成，薄壁结构可增强光场与内腔分析物的相互作用；低折射率紫外胶封装微泡与光纤锥耦合...
A label-free lateral offset spliced coreless fiber MZI biosensor based on hydrophobin HGFI for TNF-α detection.
本文提出一种实时无标记侧向偏移熔接无芯光纤马赫-曾德尔干涉仪（LOFMZI）生物传感器，用于检测促炎细胞因子肿瘤坏死因子α（TNF-α）。传感器由单模光纤、无芯光纤和侧向偏移无芯光纤熔接构成，光在侧向偏移无芯光纤与腔体中传播并发生干涉，表面蛋白富集引起有效折射率变化，使干涉谷波长发生红移。疏水蛋白 Grifola frondosa ...
Label free identification of the different status of anemia disease using optimized double-slot cascaded microring resonator.
本文设计并优化了一种基于两个间接耦合双槽波导微环谐振器的无标记光学生物传感器，用于检测贫血疾病中的血红蛋白浓度。该传感器采用变分有限差分时间域（varFDTD）方法在Lumerical软件中进行模拟，通过优化几何参数获得最佳光传输。将男性和女性九种不同血红蛋白浓度样品引入传感器，依据患者性别和血红蛋白水平识别正常、轻度、中度和重度以...
Single-cell adhesivity distribution of glycocalyx digested cancer cells from high spatial resolution label-free biosensor measurements.
糖萼是覆盖大多数细胞表面的糖层，由糖脂、糖蛋白和寡糖组成，显著影响细胞与环境的相互作用。癌细胞糖萼通常比健康细胞更厚，但细胞表面多糖及其衍生物在细胞粘附和信号传导中的确切作用尚无共识。作者此前发现，癌细胞糖萼的特定成分可调节其在RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）肽涂层表面上的粘附动力学和强度；使用硫酸软骨素酶ABC（ChrABC）消...
Monovalent Antigen-Induced Aggregation (MAA) Biosensors Using Immunomagnetic Beads in Both Sample Separation and Signal Generation for Label-Free Detection of Enrofloxacin.
探索纳米材料的新功能有助于促进抗生素检测生物传感器的发展。本文提出一种基于免疫磁珠（IMBs）单抗原诱导聚集（MAA）的新型无标记检测模式，用于快速检测恩诺沙星（ENR）。该方法使IMBs同时承担样品分离与信号产生功能：当样品中存在ENR时，初始分散良好的IMBs发生聚集，且聚集程度随ENR浓度增加而增强。作者进一步探讨了IMB聚集...
Cancer Cell Detection on the Surface of Top-Gated Monolayer Graphene via Raman Spectroscopy.
本文报道了一种基于单层石墨烯拉曼光谱特征的无标记生物传感器，用于癌细胞检测。作者研究了 SiO2/Si 衬底上静电门控单层石墨烯在 0–5 V 电压下、有无癌细胞时的拉曼光谱。癌细胞存在时，石墨烯 G 带和 2D 带强度随电压发生调节，密度泛函理论模拟表明该变化与癌细胞相关。苯丙氨酸中的 C–H 和 N–H 键提供了可用于识别癌细胞...
Label-Free Detection and Spectrometrically Quantitative Analysis of the Cancer Biomarker CA125 Based on Lyotropic Chromonic Liquid Crystal.
与热致液晶相比，溶致色液晶（LCLC）因亲水而生物相容性更好，但其生物传感潜力研究较少。本研究采用二钠色甘酸（DSCG）的向列相作为LCLC生物传感器中的传感介晶。传感平台通过聚酰亚胺（PI）的平面锚定作用使LCLC均匀排列；当存在牛血清白蛋白（BSA）或被抗CA125抗体捕获的肿瘤标志物CA125时，其排列受到扰动，扰动程度及产生...
Label-free tracking of whole-cell response on RGD functionalized surfaces to varied flow velocities generated by fluidic rotation.
流体流动在胶体与界面科学中具有重要作用，但在平行、高通量方式下测量不同流速流体环境中的吸附、聚集过程及活细胞行为仍具挑战。本文提出一种方法，利用无标记共振波导光栅（RWG）光学生物传感器阵列监测细胞对定义良好且不同流速的响应。装置由底部集成生物传感器阵列的圆形孔组成，通过磁力搅拌棒旋转液体，可在阵列不同位置建立从0到预设最大值的流速...
Multiplexed Affinity Measurements of Extracellular Vesicles Binding Kinetics.
细胞外囊泡（EVs）因与特定临床状态密切相关而成为重要诊断生物标志物，但EVs表型分析通常耗时且需长时间孵育。本文报道一种基于干涉反射成像传感器（IRIS）的无标记、实时、多路EVs结合动力学检测方法。在微流控腔室中，EVs与表面固定的多种探针结合，通过调节孵育时间、流动条件、表面探针密度和探针特异性优化捕获反应。单个实验时间小于1...
Gradient Waveguide Thickness Guided-Mode Resonance Biosensor.
便携式生物分子检测系统因即时检测需求而受到关注，推动了芯片实验室（LOC）发展。然而，传统检测多依赖荧光测量，需要片外仪器；将光学生物传感器集成到LOC中可简化并小型化系统，但许多光学传感器还需光栅或棱镜等耦合器件，使光路设计复杂。本研究提出一种基于梯度波导厚度导模共振（GWT-GMR）的新型生物传感器，可将光谱信息转换为空间信息，...
Long period grating in double cladding fiber coated with graphene oxide as high-performance optical platform for biosensing.
本文报道并测试了一种新型光纤无标记生物传感器的开发与应用，其性能通过人血清中C反应蛋白（CRP）的实时检测得到验证。该器件以具有W型折射率剖面的双包层光纤中刻写的长周期光栅为核心换能器。通过化学刻蚀光纤外包层，将器件工作点调节至模式转换区域，从而在保持全硅结构光栅共振良好可见性的同时，显著提升其对周围折射率的灵敏度。随后在光纤换能器...