Gradient Guided-Mode Resonance Biosensor with Smartphone Readout.
将生物传感器与智能手机集成已成为检测多种生物分子并替代昂贵实验室仪器的热门方向。本文报道了一种基于梯度光栅周期导模共振(GGP-GMR)的新型智能手机生物传感器系统。该传感器由多个不同周期的光栅组成,每个周期对应并阻挡特定共振波长的光,从而在下方CCD上形成暗带;通过监测暗带位置位移,可确定样品中分子浓度。系统采用LED照明,透射光...
将生物传感器与智能手机集成已成为检测多种生物分子并替代昂贵实验室仪器的热门方向。本文报道了一种基于梯度光栅周期导模共振(GGP-GMR)的新型智能手机生物传感器系统。该传感器由多个不同周期的光栅组成,每个周期对应并阻挡特定共振波长的光,从而在下方CCD上形成暗带;通过监测暗带位置位移,可确定样品中分子浓度。系统采用LED照明,透射光...
食物过敏是由食物中痕量致敏蛋白引发的超敏免疫反应。植物奶消费增加使生产过程中的交叉污染风险上升,传统过敏原筛查多依赖实验室,难以满足生产现场快速质控需求。本文开发了一种便携式智能手机成像表面等离子共振(iSPR)生物传感器,由3D打印微流控SPR芯片构成,用于检测商业植物奶中的总榛子蛋白(THP),并与台式SPR进行仪器和分析性能比...
本文提出一种基于智能手机的细菌菌落表型分析仪器,利用反射式弹性光散射(ELS)图案及其分辨能力实现细菌识别。该反射式装置能够获取生长在高不透明培养基上以及光学致密菌落的 ELS 图案。仪器以智能手机作为控制与成像界面,并采用 532 nm 二极管激光作为核心光学部件,因而具有成本低、便携性强的特点。当相干准直激光照射细菌菌落时,菌落...
智能生物传感器正成为现代医疗的重要支撑。近年来发表了大量基于智能手机的生物传感器研究,部分系统具有较高有效性和灵敏度。然而,分析医疗应用相关智能生物传感器专利及专利申请后发现,在十年上半叶显著增长后,近年申请数量明显下降,原因可能多样。本综述系统介绍了不同类型智能手机生物传感器的研究现状,并按其开发阶段进行分类;第二部分对许多技术未...
还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)是细胞中关键辅酶,作为氧化还原反应中的电子载体,其浓度是细胞代谢状态的重要指标。异常 NADH 水平与年龄相关代谢疾病和神经退行性疾病相关,因此需要简单、快速的即时检测 NADH 分析方法。本文开发了一系列 NADH 敏感半导体聚合物点(Pdots)作为 NADH 测量纳米探针,并在体外和体内测...
全球每年约340万人死于水传播疾病,快速便携的水源病原体检测平台对控制霍乱等传染病具有重要意义。本文报道一种基于智能手机的粒子扩散测量(particle diffusometry, PD)生物传感器,用于检测环境水样中的霍乱弧菌(Vibrio cholerae)。该平台将环介导等温扩增(LAMP)与光学粒子成像结合:LAMP 引物靶...
为快速诊断和监测患者病情,生物标志物检测具有重要意义,而多标志物的连续检测可提高诊断准确性。为实现多生物标志物的即时检测(POCT),本文报道了一种基于局域表面等离子共振(LSPR)并集成多通道微流控芯片的智能手机多检测单元生物传感器系统(SBSM)。该系统可同时记录 9 个传感单元,并额外制备 72 个传感单元用于验证。模块化附件...
智能IT设备与生化检测结合可发展实用光学生物传感器。本文提出基于特定波长过滤和计数分析的简单光学传感系统,使用智能手机、纸基信号导引和生物传感通道。纸基信号导引在黑底上印刷不同亮度的红色图案;生物传感通道中辣根过氧化物酶(HRP)酶促反应生成蓝色产物,该通道可作蓝色滤光片吸收红光。当红色图案反射的红光被通道吸收时,图案呈黑色并与背景...
本研究旨在开发一种新型低成本智能手机生物传感器系统,建立唾液α-淀粉酶(sAA)这一潜在压力生物标志物的高效检测方法。该系统由带sAA检测应用的智能手机、丝网印刷电极(SPEs)和恒电位仪模块组成。所提技术通过施加微小扰动获得线性化响应,可避免循环伏安法反复氧化还原样品而改变样品组成。应用研究中,6名健康研究生接受5分钟特里社会压力...
智能手机兼容生物传感器有望提升偏远地区诊断质量,但受限于手机消费级探测器,现有器件难以达到传统仪器性能。本文报道一种受超表面启发的图案化等离子体梯度(PPG/SPPG)生物传感器,利用连续变化的等离子体纳米天线阵列将局部折射率信息转换为二维光学图案。该器件可将亚单层分子引起的微小折射率变化转化为等共振环的位置与面积变化,并通过智能手...
本研究开发了一种基于智能手机内置电子元件的手持病原体检测设备,结合功能化磁性颗粒(MPs)和琼脂糖(sepharose)用于快速 PCR 筛查。为对 DNA 扩增产物进行亲和层析,采用亲和素偶联 MPs 和琥珀酰亚胺连接琼脂糖,并与生物素标记引物配合。为模拟基于离心的亲和配体层析,将可安装于智能手机的低功耗风扇插入手机充电口;充电口...
本文报道了一种与智能手机兼容的低成本多孔硅生物传感器,其核心是将多孔硅微腔(PSiM)的结构色与光谱强度相关联。当目标分子被捕获并进入PSiM孔道时,多孔硅有效折射率发生变化,引起反射光谱位移和可见结构色变化;该变化可通过智能手机相机图像分析进行量化。系统仅需带通滤波器和3D打印盒等最少外部附件,利用手机LED闪光灯作为光源、手机相...
人类火星任务可被视为人类技术成就的顶峰,但实现该目标需克服多项障碍,其中之一是开发易于操作且紧凑的传感器,以在任务期间保障航天员健康。近年来,多种智能手机基传感装置(SBD)被用于在偏远环境中即时、灵敏地检测化学物质、蛋白质或病原体。本文通过系统关键词检索,对现有SBD进行全面综述,并评估其“搭载”用于太空原位分析的潜力;将相关SB...
传统分析型生物传感器仪器体积大、成本高且不易操作,使其在资源有限场景中的应用受到限制。微流控芯片实验室(LOC)技术为常规生物传感系统小型化提供了可能,但实际临床使用仍需要额外的检测、读出、分析、传输和显示设备。近年来智能手机快速发展、大规模生产和普及,为构建便携式、低成本、易操作的即时检测(POC)分析生物传感器和移动健康平台提供...
本文为《Biosensors and Bioelectronics》期刊发表的一篇勘误,针对原论文《Lipopolysaccharides detection on a grating-coupled surface plasmon resonance smartphone biosensor》进行更正。勘误指出,作者 Yi Wan...
本文报道了一种基于光栅耦合表面等离子共振(GC-SPR)的智能手机无标记生物传感器平台。该系统利用智能手机内置闪光灯作为光源、内置相机作为探测器,配合带有金衍射光栅的一次性传感器芯片和作为光谱色散单元的紧凑光盘(CD),实现便携式光谱检测。金衍射光栅芯片通过合成肽受体 KC-13 修饰,用于检测脂多糖(LPS,又称内毒素),在水中的...
本文报道了一种基于智能手机的非侵入式唾液葡萄糖光学生物传感器。该传感器采用简单方法制备,将葡萄糖氧化酶(GOx)与pH响应染料溴甲酚紫固定在Whatman滤纸基试纸条上。唾液中的葡萄糖在GOx催化下生成葡萄糖酸,使局部pH下降,导致试纸颜色变化;智能手机相机拍摄检测区,并通过自研Android应用进行RGB像素分析。研究采用斜率法代...
随着智能手机硬件与软件,尤其是互补金属氧化物半导体(CMOS)相机的快速发展,基于智能手机平台的光学生物传感器不断涌现,推动了即时检测(POCT)的发展。基于成像和基于光谱的检测技术已通过不同途径得到广泛探索。结合智能手机后,成像与光谱方法目前被用于化学与生物科学中多种分子性质的生物传感与诊断研究。基于智能手机显微镜的成像技术用于捕...
本文报道一种智能手机集成的手持式多模态生物传感仪器(TRI-Analyzer),利用手机后置摄像头作为高分辨率光谱仪,测量插入光路的微流控卡盒中的比色吸收光谱、荧光发射光谱和共振反射光谱。用户可选择手机白色闪光灯LED或集成绿色激光二极管作为光源,分别照射液体样品或光子晶体生物传感器;样品出射光经光纤收集,通过置于摄像头前的衍射光栅...
智能手机生物传感器可用于即时检测(POCT),其中纸基反射比色法因简单、低成本而常用,但颜色发展不均导致可检测性和重现性差。本文提出一种智能手机纸基生物传感器,将完成分析所需的全部试剂共包埋于纸上的聚电解质双层膜(聚烯丙基胺盐酸盐/聚苯乙烯磺酸钠,PAH/PSS)“晶圆”状薄膜中。利用低成本 3D 打印技术制备器件,包括连接智能手机...