抗体生物素化是通过化学修饰抗体上的特定功能基团，将生物素分子连接到抗体上，且不改变其抗原识别特异性的过程。生物素是一种小分子维生素，可与链霉亲和素（streptavidin, STV）形成强而特异的生物素-STV复合物，该相互作用因亲和力高、稳定性强而被广泛用于生物传感器。生物传感器利用抗体、酶或核酸等生物识别元件检测和定量样品中的...
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...
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...
本文提出并实验验证了一种基于全金属超材料的太赫兹生物传感器。该传感器采用不锈钢材料，通过激光打孔技术制备，结构为周期性排列的空心哑铃形金属孔阵，整体为全金属设计，不使用传统介质基底，而以空气作为基底。利用有限积分法进行全波电磁仿真，得到最大折射率灵敏度为294.95 GHz/RIU，品质因数为4.03。实验以牛血清白蛋白（BSA）为...
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...
许多研究关注在光纤上沉积金属氧化物薄膜以产生损耗模共振（LMR）。然而，基于 LMR 的光纤传感器易碎、难以进行表面修饰，且不适合大规模生产。本研究提出一种电场诱导 LMR 的光学平面波导生物传感器，以光学平面波导替代表面修饰，实现蛋白生物传感器的量产，并通过外部电场加速分析物运动以缩短检测时间。实验中，该生物传感器使用带电血清白蛋...
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...
本文提出一种以牛血清白蛋白（BSA）为探针、液晶（LC）为信号报告器的新方法，用于在中性 pH 条件下检测水样中的重金属离子。BSA 作为多齿配体，可识别多种金属离子。传感器通过在 DMOAP 修饰玻璃片上固定 3 µg/mL BSA 溶液制备。无重金属离子时，偏振光学显微镜下呈暗色光学图像；存在重金属离子时，暗色图像转为亮色。该光...
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...
聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜与金纳米材料复合体系因在生物传感器中的应用而受到关注，但金与PDMS相容性差限制了传感灵敏度。本文报道了一种基于金纳米颗粒–PDMS（AuNP–PDMS）复合薄膜的表面应力生物传感器，用于检测牛血清白蛋白（BSA）。该AuNP–PDMS薄膜通过PDMS原位还原及葡萄糖进一步还原制备；两步还原AuNP改善...
局域表面等离子体共振（LSPR）可通过目标分子存在时共振频率的移动高灵敏度地检测生物分子。现有计算研究多采用完整麦克斯韦方程并结合简化的传感器-分析物模型，或完全忽略分析物。本文在长波极限下采用静电近似，在保持中等计算成本的同时引入传感器与分析物的几何细节。作者扩展开源连续静电软件 PyGBe，使其能够计算金属纳米颗粒在任意目标存在...
本文报道了一种基于电容式微加工超声换能器（CMUT）的生物传感器在制造与信号处理方面的改进，以提高信噪比。该传感器采用互指排列的CMUT结构，分析区镀有金膜，并与有机玻璃（plexiglass）微通道组装，用于液体相检测。CMUT通过晶圆键合工艺制备，可在浸没条件下以5 MHz工作。研究开发并训练了卷积神经网络（CNN），将传感器接...
本文报道了一种基于光子带隙（PBG）结构的无标记蛋白质检测生物传感器。该类结构的传感机制取决于进入包层的倏逝场与目标分析物之间的相互作用，因此采用扫描近场光学显微镜（SNOM）表征倏逝场轮廓。研究证实，倏逝场强度随进入包层距离增加呈强烈指数衰减，说明生物识别事件必须尽可能靠近 PBG 结构表面才能获得最大传感响应。基于此，作者采用 ...
本文提出一种基于维纳效应（VE）和高双折射微光纤的高灵敏度萨格纳克干涉生物传感器。该传感器利用两个级联萨格纳克干涉仪实现灵敏度增强：一个干涉环由熊猫保偏光纤（PMF）构成滤波器，另一个由高双折射微光纤涂覆氧化石墨烯（GO）作为传感通道。作者对传感器灵敏度进行了理论分析并通过实验验证。仿真结果表明，其折射率灵敏度高于基于单个萨格纳克环...
抗体在生物传感器表面的合理固定是获得高灵敏度、实现低浓度目标分析物检测的关键步骤。本文报道了在光子环谐振器传感器上以抗体作为生物识别元件的固定过程实验研究。通过在传感器表面构建蛋白A（Protein A）中间层，实现抗体的定向固定，使抗体Fab段暴露于样品溶液，从而增强与目标抗原的结合能力。研究采用抗牛血清白蛋白（antiBSA）—...
本文报道了一种用于痕量蛋白生物标志物灵敏快速检测的新型聚合物材料策略。作者开发了一系列原位光引发聚合物接枝方法，通过液晶（LC）信号的级联放大实现蛋白检测。在未进行信号放大前，液晶生物传感器对天然牛血清白蛋白（BSA）的检出限约为10 µg/mL。引入表面接枝聚合物进行级联放大后，聚[聚乙二醇甲基丙烯酸酯]接枝层（s-P(PEGMA...
本文提出并实验验证了一种基于光纤马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的无标记光学纤维生物传感器，用于检测牛血清白蛋白（BSA）浓度。该传感器在单模光纤内构建微腔，使入射光分为光纤芯导模和微腔模式，两束光重新叠加形成干涉。外部介质可通过连接微腔与光纤表面的微流道直接进入微腔，与光纤芯信号相互作用。器件采用飞秒激光微加工和化学刻蚀制备。该光纤干...
光学传感技术在医学研究和临床诊断中具有重要价值，尤其适用于高稀释溶液中少量分子的检测。基于超材料的无标记等离激元生物传感器已发展出多种方法，但低分子量（<500 Da）生物分子因极化率较低，在高稀释溶液中的检测仍具挑战。本文报道了一种基于双曲超材料（HMM）的微型化等离激元生物传感器平台。该平台由金/氧化铝多层膜构成，可在可见至近红...
本文报道了一种基于液晶（LC）的胰蛋白酶（trypsin）检测新机制。在该系统中，牛血清白蛋白（BSA）被固定在金网格表面作为酶促底物。当 BSA 修饰的金网格填充液晶并浸入含胰蛋白酶的溶液时，胰蛋白酶水解 BSA 的肽键，使肽片段从金网格表面脱附，从而扰乱液晶在界面附近的取向，导致液晶光学图像由暗变亮。基于该机制，系统对胰蛋白酶的...