Tapered optical fiber sensor for label-free detection of biomolecules.
本文提出一种快速、高灵敏且低成本的锥形光纤生物传感器，可实现生物分子的无标记检测。该传感器利用锥形光纤腰区前两个传播模式之间的干涉效应，通过解调透射光谱的相位偏移来确定结合在锥形表面的生物分子。由于光谱条纹信号尖锐，且生物分子反应区相对较长，传感器表现出快速响应和高灵敏度。为深入理解不同生物分子对传感器的影响，作者对生物层厚度、折射...
Microcantilevers modified by specific peptide for selective detection of trimethylamine.
本文报道了一种基于微悬臂梁（MCL）并修饰特异性肽的生物传感器，用于高选择性检测三甲胺（TMA）。该传感器利用肽功能化微悬臂梁在结合TMA后发生弯曲的机制：TMA与肽表面识别位点结合后改变表面应力，使悬臂梁产生可测形变。传感器对TMA具有选择性响应，平衡弯曲幅度与TMA浓度相关，动态范围为8–800 ppm，检出限约为8 ppm。同...
Real-time label-free affinity biosensors for enumeration of total bacteria based on immobilized concanavalin A.
本文报道了基于固定化刀豆蛋白A（Con A）的实时无标记亲和生物传感器，用于检测并计数总细菌。作者分别构建了流动注射表面等离子共振（SPR）和电化学阻抗亲和生物传感器，利用 Con A 与大肠杆菌（E. coli）细胞壁碳水化合物之间的亲和结合实现识别。Con A 通过 11-巯基十二烷酸自组装单分子层固定于金电极表面，结合事件引起...
Ultrasensitive guided-mode resonance biosensors superimposed with vertical-sidewall roughness.
本文研究了垂直侧壁粗糙度（VSR）对用于红外照明下超灵敏生物传感器的亚波长光栅导模共振（GMR）滤波器的影响。为突出灵敏度和VSR效应，将光栅滤波器光谱半高宽设计得尽可能窄。考虑并评估了光栅上三种VSR形貌，以相关长度ξ和最大粗糙度偏差均方根σ表征。采用严格耦合波分析（RCWA）定量计算光栅滤波器反射共振峰波长值（PWV）的偏移。模...
Biosensors paving the way to understanding the interaction between cadmium and the estrogen receptor alpha.
镉是环境中普遍存在的有毒重金属，并随食物链进入人类膳食。已有研究提出，镉可在环境相关浓度下干扰内分泌系统，尤其靶向雌激素信号通路。然而，关于镉与人雌激素受体α（hERα）的结合亲和力以及镉体内雌激素活性的报道相互矛盾，镉与受体的相互作用模式仍不清楚。本研究采用一种新型无标记生物传感器技术——反射干涉光谱（RIfS），在分子水平上研究...
TiO2 nanoparticle assisted mass spectrometry as biosensor of Staphylococcus aureus, key pathogen in nosocomial infections from air, skin surface and human nasal passage.
本文首次将质谱作为生物传感器，用于检测临床重要病原菌金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）。作者采用 TiO2 纳米颗粒（NPs）辅助的 MALDI-MS，对空气、鼻腔和皮肤样品进行无培养、快速、直接分析。当金黄色葡萄球菌在个体鼻腔中占优势时，可能在手术或伤口情况下导致伤口感染。研究表明，...
Label-free imaging of cell attachment with photonic crystal enhanced microscopy.
本文提出光子晶体增强显微镜（PCEM）作为一种无标记生物传感器成像技术，用于测量细胞表面附着及附着调制。该方法将光子晶体光学谐振器表面集成到常规微孔板孔中，并采用显微镜检测系统测量细胞-传感器界面介电常数局部变化引起的共振耦合条件偏移。研究在四个模型体系中验证：HepG2/C3肝癌细胞用于表征生长与运动背景下的细胞黏附；Panc-1...
Highly active engineered-enzyme oriented monolayers: formation, characterization and sensing applications.
本文报道一种用于精确固定化生物分子并保留其天然功能的新方法，以腺苷酸激酶（AK）为模型系统。研究在金表面构建1,6-己二硫醇（HDT）自组装单分子层（SAM），并通过接触角、Elman试剂、石英晶体微天平（QCM）和X射线光电子能谱（XPS）表征。作者设计突变AK，将75位残基替换为半胱氨酸、77位半胱氨酸替换为丝氨酸，使蛋白通过自...
Benefits and limitations of porous substrates as biosensors for protein adsorption.
多孔基底因分子识别型生物传感器应用而受到广泛关注，亟需系统研究限制分子向多孔基质内传输的参数及其随孔几何结构变化的规律。本文采用有限元模拟（FES）和时间分辨光波导光谱（OWS），系统研究分子在多孔材料内表面的传输与结合。OWS 用于测定蛋白在多孔阳极氧化铝（AAO）膜内的吸附动力学，该膜由平行排列的圆柱孔组成，孔半径为10–40 ...
Integration of fiber optic-particle plasmon resonance biosensor with microfluidic chip.
本文报道将光纤颗粒等离子体共振（FO-PPR）生物传感器与微流控芯片集成，以缩短响应时间并改善检测限。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微流控芯片的流道尺寸为4.0 cm×900 μm×900 μm，将一段部分去包层的光纤置于流道内，其纤芯表面修饰金或银纳米颗粒，流道自由体积约14 μL。不同折射率蔗糖溶液实验表明，微流控系统中折射率分辨...
Cell uptake of a biosensor detected by hyperpolarized 129Xe NMR: the transferrin case.
为了在体外检测生物事件，基于超极化129Xe核磁共振的生物传感器若能弥补灵敏度差距，将成为有力工具。本文提出将隐环烷（cryptophane）前体非选择性地接枝到全转铁蛋白上构建传感器。选择该系统是因为细胞表面存在大量受体，且内吞作用可进一步提高局部密度。通过荧光显微镜和129Xe NMR研究这些生物传感器与K562细胞悬液的相互作...
Linking of sensor molecules with amino groups to amino-functionalized AFM tips.
原子力显微镜（AFM）探针可通过在尖端固定一个或少数生物分子升级为特异性生物传感器，用于在样品表面定位对应靶分子或研究相互作用生物物理参数。若传感器分子经柔性聚合物链连接，其功能显著增强。常规探针功能化需先在表面生成反应基团，再连接双功能交联剂，最后偶联探针分子。但探针表面最常用的氨基与许多生物分子（如抗体）可用的氨基相同，易导致交...
Validation of arrayed imaging reflectometry biosensor response for protein-antibody interactions: cross-correlation of theory, experiment, and complementary techniques.
分析技术发展的关键步骤是确认实验响应与其理论框架预测一致，从而对生物传感器进行定量验证，并将其输出信号与被测分析物浓度相关联。本文报道阵列成像反射率（AIR）这一高灵敏无标记生物传感方法的定量响应是探针和分析物性质的可预测函数。作者首先将描述表面探针-分析物相互作用的标准单点 Langmuir 结合模型纳入 AIR 厚度依赖反射率理...
Polarimetric total internal reflection biosensing.
本文提出一种基于时间相位调制的偏振全内反射（TIR）生物传感器概念。系统利用 632.8 nm He-Ne 激光，经偏振器、Soleil-Babinet 补偿器和光弹调制器产生 45° 线偏振光，并对 p 偏振分量进行 50 kHz 正弦相位调制。光在 SF11 或 BK7 棱镜与玻璃传感片界面发生全内反射，反射光的 s 和 p 偏...
PVA and BSA stabilized silver nanoparticles based surface-enhanced plasmon resonance probes for protein detection.
为在溶液中利用纳米粒子实现生物传感，作者以聚乙烯醇（PVA）作为对照稳定剂、牛血清白蛋白（BSA）作为包覆分子修饰银纳米粒子。溶液中的银纳米粒子具有约420 nm的等离子体共振吸收峰；吸附BSA后，共振峰轻微红移至443 nm。随后在小鼠模型中评估这些工程化纳米粒子的生物相互作用，结果显示处理组小鼠的行为和毒性指标未出现显著异常，纳...
Surface immobilization of antibody on silk fibroin through conformational transition.
近期研究将丝素蛋白作为生物传感器的新型材料平台。基于这些进展，本文开发了一种在丝素蛋白基底上固定化抗体的方法，用于功能化生物传感器体系。通过控制丝素蛋白的构象转变，在温和反应条件下将一抗固定并富集于丝素蛋白基底表面，同时保持抗体功能。与化学交联相比，该方法显著提高了固定化效率，在实现高抗体负载量的同时保留其识别活性。该策略通过调控丝...
Developing custom chinese hamster ovary-host cell protein assays using acoustic membrane microparticle technology.
针对特殊蛋白的定制检测常受限于 ELISA、Western blot 等耗时手动方法。本文介绍 BioScale 声学膜微粒子（AMMP）技术在 ViBE 平台上开发定制仓鼠宿主细胞蛋白（CHO-HCP）夹心免疫分析的流程。AMMP 通过测量微粒子结合到传感器表面引起的振荡频率变化来定量抗原浓度。系统由功能化八传感器芯片、抗体标记磁...
Bioluminescence technologies to detect calicivirus protease activity in cell-free system and in infected cells.
猫杯状病毒（FCV）是重要兽医病原体，可引起猫呼吸道疾病，并因细胞培养良好而常作为不可培养杯状病毒模型。本研究建立无细胞和两种细胞培养生物传感器体系，检测 FCV 蛋白酶活性。体系分别基于荧光素酶传感器（GloSensor）和第二代生物发光共振能量转移（BRET2）。GloSensor 在重排萤火虫荧光素酶中插入 FCV 蛋白酶切割...
An olfactory bulb slice-based biosensor for multi-site extracellular recording of neural networks.
多部位同步记录是研究神经网络的重要工具。为探究嗅球（olfactory bulb, OB）神经网络的电生理特性，作者开发了一种基于嗅球切片的新型生物传感器，用于多部位同步测量。研究首先制备具有清晰分层结构的水平嗅球切片，将其作为传感元件，与微电极阵列（microelectrode array, MEA）结合，构建组织基生物传感器。该...
Transition mode long period grating biosensor with functional multilayer coatings.
本文报道了一种基于工作在过渡模式的叠层长周期光纤光栅（LPG）的无标记生物传感平台。该工作的主要创新在于采用多层设计，将高效表面功能化与包层模过渡区调谐问题解耦。作者发展了一种用于浸涂的溶剂/非溶剂策略，以在LPG上沉积多层透明聚合物。其中，无规聚苯乙烯（PS）初级涂层作为高折射率层，用于将器件工作点调谐至过渡区，从而获得对环境介质...