液晶生物传感器因灵敏度高、成本低、易于读出而在即时检测中受到关注，已用于检测肽、蛋白、脂质、DNA、酶、细菌和哺乳动物细胞等多种生物分子。然而，膜蛋白功能检测极具挑战，因为膜蛋白、脂双层与液晶材料难以集成到同一体系。本研究采用pH响应液晶薄膜生物传感器监测细菌视紫红质（bacteriorhodopsin, bR）的质子泵功能。作者将...
本文讨论伸长椭球状液晶微滴的指向矢重取向动力学及其生物传感器应用。作者采用椭圆几何建立向列相液晶微滴模型，考察伸长液滴形状下指向矢重取向，并分析长径比对响应时间的影响及其与表面黏度、锚定能的关系。结果表明，设计生物传感器时应考虑长径比，这些结果可用于开发更有效的生物传感器。该模型预测指向矢重取向角依赖于锚定能和表面黏度，且二者均起重...
乳腺癌是女性最常见癌症之一，也是全球女性癌症死亡的第二大原因。本研究提出一种基于向列相液晶固有特性的无标记液晶生物传感器，用于通过人表皮生长因子受体2（HER-2）生物标志物评估乳腺癌。该传感机制以二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵（DMOAP）修饰表面为基础，其长烷基链可诱导液晶分子在界面处呈垂直取向。为增强HER-...
生物材料是与生物系统相互作用的物质，已被广泛研究以理解生命体并获得科学启发（如仿生）。然而，生物材料的许多方面尚未完全理解。由于液晶相普遍存在于生物材料中（如胆固醇、两亲物、DNA、纤维素、细菌），大量研究尝试用液晶概念解决未决问题。本综述介绍这些研究，探讨生物材料与液晶之间的相互作用关联。首先，我们介绍DNA、纤维素纳米晶体和细菌...
液晶材料的应用已从电子工业中的显示器件扩展到光学检测生物与化学分析物的新技术。本综述讨论液晶材料作为无标记传感元件在光学、电光与电化学生物传感器中的兴起。液晶分子在外场刺激或与生物分析物、化学物质相互作用时取向发生改变，这一特性被用于构建高灵敏液晶生物传感器。综述按生物分子反应机制（酶促反应、核酸反应和免疫反应）以及不同液晶界面（固...
由SARS-CoV-2引起的COVID-19疫情已引发全球公共卫生危机。了解该病毒的基本结构、病因、细胞进入机制、膜劫持及免疫应答，是开发有效疫苗和药物的关键。本文综述了液晶集成纳米技术与多种纳米制剂在应对SARS-CoV-2中的应用。已有研究表明，纳米制剂可提高现有抗病毒药物的疗效，或诱导针对COVID-19病毒的快速免疫应答。文...
本文报道了一种基于4'-辛基-4-联苯腈（8CB）热致液晶的生物传感器，利用生物大分子牛血清白蛋白（BSA）在8CB界面的吸附实现检测。BSA的检测通过偏光显微镜（POM）观察8CB分子指向矢构型的变化完成；该构型转变由非共价相互作用驱动。在100 μM BSA浓度下，该方法表现出较高灵敏度。分子对接研究进一步阐明了8CB与BSA之...
基于液晶（LC）的生物传感器利用分析物在液晶-水或液晶-固体界面扰动有序排列的液晶分子，产生可在偏光光学显微镜（POM）下观察的光学信号。此前研究通过施加弱电场使液晶从垂直取向易于倾斜，从而增强低浓度分析物的光学响应。本研究提出一种无需电场的信号放大策略：用聚乙烯醇（PVA）和二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵（DMO...
液晶（LCs）兼具刺激响应性和光学调制性，是重要的光学材料。将液晶与受体结合，可构建用于检测多种生物分子的液晶生物传感器。与传统生物传感技术相比，液晶生物传感器具有结构简单、信号可视化、检测高效等优势，研究热度快速上升。本文综述液晶生物传感器的基本理论与高级应用：首先讨论用于制备传感器的不同介晶相和几何构型，包括向列相液晶（NLCs...
蛋白质检测对医学研究和疾病诊断具有重要意义。本文报道了一种基于液晶放大光流谐振器的超灵敏生物传感器，用于低浓度蛋白质分子的检测。该设计利用固定在微腔内表面的蛋白质分子削弱取向层的垂直锚定力，从而扰动液晶取向。作者构建了基于回音壁模式（WGM）的液晶放大光流谐振器传感平台，以光谱波长漂移作为传感参数。微泡结构为液晶提供了高Q因子、稳定...
本研究开发了一种基于液晶（LC）的单基底生物传感器，通过在二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵（DMOAP）修饰的玻璃片上旋涂液晶薄膜实现。与传统夹层液晶池相比，旋涂法简化了制备流程，并可通过调节转速精确控制膜厚，从而减少人工组装误差。对于牛血清白蛋白（BSA），4.2 μm 厚商用向列相液晶 E7 夹层池的检出限为 1...
本文报道了一种无标记、简便的适配体-液晶生物传感平台，用于检测HIV-1糖蛋白gp-120。将适量B40t77 RNA适配体固定于经DMOAP修饰的玻璃载玻片表面，使5CB液晶在表面呈垂直取向。当gp-120与B40t77特异性结合时，表面拓扑结构发生明显变化，破坏液晶的垂直排列，在偏振光学显微镜下表现为由暗到亮的光学转变。该平台不...
本研究开发了一种基于液晶取向随肽浓度变化的生物传感器，用于检测淀粉样蛋白β-42（Aβ42）抗体-抗原结合事件。Aβ42肽与Aβ42抗体结合形成免疫复合物，并固定于二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵（DMOAP）涂覆表面。结合导致液晶取向发生扰动，通过偏振光学显微镜（POM）观察，Aβ42肽浓度从1000 pg/mL降...
α-突触核蛋白（aS）被认为是帕金森病（PD）的潜在生物标志物，但简单、快速且高灵敏的检测方法仍具挑战。本文构建了一种 DNA 适配体辅助液晶生物传感器，结合液晶的刺激响应性与 DNA 适配体对蛋白的特异性识别。带正电的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）通过静电作用结合带负电的 DNA 适配体；当存在 aS 时，适配体优先与...
本研究开发了一种基于DNA适配体的无标记液晶生物传感器，用于灵敏检测阿莫西林（AMX）。将AMX适配体固定于经DMOAP和APTES混合自组装层修饰的玻璃片表面；DMOAP的长烷基链使液晶分子保持垂直取向，在偏振光显微镜下呈暗场。当存在AMX时，适配体与AMX特异性结合并发生构象变化，破坏液晶垂直取向，使光学图像变亮。该传感器具有较...
本文报道了一种基于阳离子表面活性剂修饰液晶界面的液晶适配体传感器，用于无标签检测马拉硫磷。当向列相液晶接触十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）水溶液时，CTAB在水/液晶界面自组装形成单分子层，诱导液晶呈垂直取向，偏振光学显微镜下显示暗图像。加入马拉硫磷DNA适配体后，适配体磷酸基团与CTAB阳离子头基发生静电相互作用，破坏界面垂直取向...
本研究建立了一种基于液晶（LC）-光聚合物复合物的光学与介电生物传感器，用于牛血清白蛋白（BSA）的检测与定量。当向向列相液晶 E7 中掺入 4 wt.% 可光固化预聚物 NOA65，并在 20 mW/cm² 紫外光下照射 300 s 引发光聚合后，通过液晶光学织构图像分析和介电谱测量得到的 BSA 检出限分别为 3400 pg/m...
液晶生物传感器可作为检测生物分子和化学事件的有效、简单且早期检测工具。本文以室温向列相液晶4'-戊基-4-联苯碳腈（5CB）为传感与换能材料，研究其对溶液中人血清白蛋白（HSA）的检测。作者采用偏光显微镜（POM）、温度依赖拉曼光谱和分子对接等多种技术，考察HSA存在下5CB指向矢重构及界面取向变化。POM结果显示，HSA加入后，5...
本文报道了一种基于限制在微毛细管中的液晶（LC）的毛细管传感平台，用于简单、灵敏地检测乙酰胆碱酯酶（AChE）及其抑制剂。通过向三氯辛基硅烷（OTS）处理微毛细管中依次注入液晶和水溶液，形成受限LC液滴。当LC液滴接触阳离子表面活性剂十四烷基胆碱氯化物（Myr）溶液时，Myr在水/LC界面形成单分子层，诱导LC沿毛细管水平取向，在偏...
本研究提出一种基于可调螺旋聚合物基超结构——胆甾相液晶（CLC）的介电热智能玻璃（DTSG）。利用电场诱导的介电加热光学（DHO）效应，双频胆甾相液晶（DFCLC）中液晶分子偶极在交变电场中旋转并产生介电损耗热，从而改变液晶取向与光学性质。该器件由频率调制电压驱动，在低频下呈现透明平面（P）态，在高频下呈现加热平面（HP）态并可反射...