本文报道了一种基于纳米加工混合金属–介质纳米孔阵列光子晶体光栅的混合等离子体光学共振光谱生物传感器。该传感器在玻璃基底上制备氮化硅超周期纳米孔光栅，并在其表面溅射不同厚度的金膜，使器件同时具有介质导模共振与表面等离子体共振特性。与传统通过零级透射测量光学共振不同，新传感方法利用低成本CCD成像器采集一阶衍射光，并通过氦氖激光校准波长...
本文报道了一种基于巨磁阻抗（GMI）的生物传感器，用于检测大肠杆菌O157:H7。该GMI传感器的传感元件为Cr/Cu/NiFe/Cu/NiFe结构，采用微机电系统（MEMS）技术，通过厚光刻胶光刻和电镀工艺制备。研究采用独立的Au膜基底作为免疫平台，用于捕获大肠杆菌O157:H7；小鼠抗大肠杆菌单克隆抗体通过自组装层固定在Au膜基...
本研究构建了一种基于生物功能化氧化石墨烯（GO）的无标记光学生物传感器，用于特异性检测 2,4,6-三硝基甲苯（TNT）。通过 EDC/NHS 介导的酰胺键偶联，将 TNT 特异性肽（WHWQRPLMPVSI）共价连接到 GO 纳米片表面，使传感器兼具 GO 的光电响应特性与肽分子对 TNT 的高识别能力。当 TNT 与表面肽链结合...
局域表面等离子体共振（LSPR）与免疫分析结合在肿瘤标志物快速检测中具有重要潜力。本文制备并修饰了一种高灵敏度 LSPR 基底，用于直接检测甲胎蛋白（AFP）。该生物传感器通过干涉光刻制备，并在金纳米蘑菇阵列（GNMA）表面共价固定抗 AFP 抗体。利用可见–近红外反射光谱和循环伏安法表征修饰过程，通过反射光谱和电场强度分布模拟揭示...
本研究以模拟生物嗅觉为出发点，探索一种昆虫气味结合蛋白（OBP）作为生物传感器识别元件的基本特性。作者对斜纹夜蛾 SlitOBP1 进行同源建模，并利用分子对接模拟其与 1,536,550 种化合物的结合模式，以评估其广谱配体识别能力。通过重组表达获得大量纯化 SlitOBP1，克服了天然传感材料获取困难。荧光结合实验表明，该蛋白对...
本研究开发了一种叶酸偶联 cryptophane 生物传感器，用于将 cryptophane 靶向递送至膜结合叶酸受体（FRα），该受体在多种人类癌症中过表达。该传感器经20步非线性合成获得，结构上引入叶酸识别基团、可溶化多肽以及 Cy3 荧光染料。超极化 129Xe NMR 研究证实氙可结合于叶酸偶联 cryptophane 的空...
本研究针对流动体制下酶促生物光电极的响应信号开展分析，并建立了一种可用于快速确定生物传感器信号参数、进而实现校准的模型。作者以双光电极葡萄糖生物传感器为模型系统，该系统由葡萄糖生物光电极和参比氧光电极组成，二者分别置于相同且恒温的流动通道中。葡萄糖氧化酶固定化于尼龙线并缠绕于氧敏感光纤表面，催化葡萄糖氧化并消耗溶解氧；氧敏感膜中的钯...
本文报道了一种基于金属包层波导（MCW）的表面折射率生物传感器，用于在渗透刺激下实时、无标记地测量贴壁动物细胞活力。将中国仓鼠卵巢（CHO）细胞和人胚胎肾细胞293（HEK293）细胞贴附于刀豆蛋白A（Con A）修饰的传感器表面后，分别施加等渗和低渗缓冲液。活细胞因细胞膜完整，在渗透压差驱动下发生水分跨膜再分布，引起细胞质折射率（...
本文报道了在暴露核微结构光纤（EC-MOF）中利用飞秒激光写入布拉格光栅（FBG）的方法，芯径范围为2.7–12.5 µm，并可将光纤熔接至常规单模光纤。在开放芯光纤上写入布拉格光栅可实现实时折射率传感，面向多路复用生物传感应用。实验与理论分析表明，芯径越小，导模暴露于外部介质的比例越高，折射率灵敏度越高。7.5 µm芯径光纤在灵敏...
本文报道一种基于有机半导体分布式反馈（DFB）激光器的生物传感器，用于无标记、非接触检测生物分子引起的表面折射率变化。该器件为垂直发射二阶DFB激光器，由带周期纳米光栅的紫外固化光学环氧基底、有机半导体三(三氟联苯基)莰烯（T3）增益层和上覆介质构成。通过优化T3增益层厚度，可最大化波长移动对折射率变化的响应；实验与改进平板波导模型...
无需配备实验室和专业人员即可快速现场检测外源蛋白，对许多领域具有重要意义。作者基于细菌幽灵系统构建了一种快速蛋白检测平台，其核心机制是适配体诱导大肠杆菌内膜支架蛋白二聚化。该平台以凝血酶为概念验证靶标，使用两种分别识别凝血酶不同位点的 DNA 适配体。当检测平台与这两种适配体及凝血酶共孵育时，两种不同设计分别产生绿色荧光或 β-内酰...
芯片级光学微腔生物传感器通常依赖超高Q微腔和精密波长可调谐激光，在光谱域测量，易受设备噪声影响且不利于便携。本文提出并验证了一种基于空间域测量的硅基耦合谐振器光波导（CROW）生物传感器概念。该器件在绝缘体上硅（SOI）芯片上由8个耦合微环组成，采用固定波长激发，并通过长工作距离物镜和InGaAs相机对CROW的面外弹性散射强度图案...
本文以社论形式阐述将 Agouti viable yellow（Avy）同基因小鼠用作环境表观基因组生物传感器的原理与实验规范。Avy 小鼠的 Agouti 基因上游存在内源性逆转录病毒 A 颗粒（IAP）插入，形成元稳定表观位点；IAP 替代启动子的 DNA 甲基化程度在个体间随机变化，导致毛色从黄色到棕色分布，黄色个体因 Ago...
本文报道基于单模锥形光纤（SMTF）的折射率传感器及其作为生物传感器检测蛋白浓度的应用。传感器工作于1550 nm附近，利用宽带光源和光谱分析仪记录透射谱。当光从非锥区进入锥区时，基模激发芯模与包层模，二者在锥腰区耦合并在另一端重新组合形成干涉；周围介质折射率改变会改变两模有效折射率差和相位差，导致透射谱波长漂移。作者制备了三种锥度...
本文报道了一种基于铅锆钛酸铅（PZT，Pb(Zr0.52Ti0.48)O3）微悬臂梁的光量热自供电生物传感器，用于在无固定探针分子条件下快速定量检测和区分 DNA 单链。该传感器利用 PZT 薄膜的压电与热释电性质，将中红外光照射下吸附 DNA 引起的微小温度变化转换为电压信号，同时通过压电共振频率变化测定吸附质量。微热量红外光谱基...
生物功能化发光有机半导体因可同时作为高效激光材料并与分子相互作用，而适用于生物光子学。本文提出并讨论一种利用该类有机半导体材料作为增益层的激光生物传感器平台，描述其简单结构与工作原理。通过实验和理论分析验证了纳米层检测能力，以评估该生物传感器的潜力与极限。文章解释了有机半导体带来的优势，并与采用染料掺杂材料的激光传感器进行比较。文中...
Cryptophane 分子笼因对氙的高亲和性而成为 129Xe 磁共振成像（MRI）生物传感器的有前景平台，但其强疏水性限制了诊断应用。本文报道了水溶性树枝状 cryptophane 的合成，该分子在表面保留可进一步功能化的基团。作者以 cryptophane A 二酸（CrA-da）为核，通过 HDTU 介导的酰胺偶联分别连接 ...
本研究系统考察了电荷密度与表面钝化状态对多孔硅（PSi）波导中DNA诱导腐蚀过程的影响，旨在改善PSi生物传感器在接触带负电DNA分子时的灵敏度、可靠性和重复性。结果表明，提高DNA探针或DNA靶标的浓度均会增强腐蚀过程，并掩盖分子结合事件。虽然通过热氧化和硅烷化对PSi表面进行钝化能够降低腐蚀速率，并使腐蚀导致的信号变化在约2 h...
纳米机电系统具有独特的动态特性，适合用于纳米尺度质量传感。由于氮化硼纳米管（BNNT）具有优异的生物相容性、化学稳定性和环境友好性，越来越多地被用于此类应用。本研究探索了单壁氮化硼纳米管（SWBNNT）生物传感器的可行性，并采用基于分子结构力学的有限元（FE）建模方法分析其动态行为。研究报道了 SWBNNT 质量传感器在zeptog...
壳寡糖（几丁质）是昆虫和真菌中常见的生物材料，也是地球上最丰富的生物材料之一。大量证据表明，几丁质可介导多种植物细胞信号事件，包括诱导植物对入侵害虫的防御反应。然而，几丁质与其植物识别受体之间的结合动力学等识别和介导机制尚未完全阐明。因此，建立既能与几丁质和植物细胞受体相互作用、又能监测其相互作用的平台，将显著推进对该植物防御诱导子...