本文报道了一种基于倏逝波吸收（EWA）变化、在280 nm波长下无标记检测病原菌的新型光纤生物传感器。将去包层光纤弯成U形结构可增大倏逝场穿透深度，从而提高探针灵敏度。作者利用细菌细胞或特异性结合在传感器表面的生物分子在紫外区固有的光学吸收特性，使U形光纤探针产生增强的EWA响应，并据此实现病原菌检测。实验采用便携式光学系统，包括2...
许多离子通道蛋白具有毒素和药物结合位点，可作为高通量技术与生物传感器中的传感元件。测量离子通道电导变化需要稳健且寿命足够的生物膜。传统平面双层脂质膜（BLM）直径100–300 μm，通常只含少于十几个通道，而细胞药物筛选需记录多个离子通道电流。本文提出一种简单方法，利用水合聚四氟乙烯（PTFE，特氟龙）滤膜（孔径5 μm，滤膜直径...
本文报道了一种基于双偏振干涉（DPI）的多层生物传感器表面，用于监测大肠杆菌补料分批发酵中抗体片段（Fab′）泄漏至胞外培养基后的浓度。该传感器以生物素化蛋白G（b-ProG）为识别层，通过NeutrAvidin（NA）和生物素连接层固定在硅氧氮化物波导上。作者利用DPI原位分析各传感层的活性、稳定性和功能，并用X射线光电子能谱（X...
天然气管道（NG）监测对经济安全运行、防止损失和环境保护至关重要，及时可靠的泄漏检测是管道完整性管理的关键。由于现有检测技术和需覆盖监测范围的限制，新型检测系统研究仍很活跃。生物传感器在环境市场中被视为利基技术，只要经过合理设计、开发、布置、联网和维护，就能以较低成本提供所需检测能力。本文提出一种稳健的生物传感器与传统检测系统协同/...
本研究开发并优化了用于分析肝损伤（LI）、软组织损伤（STI）和腹部创伤（ABT）特征生物标志物的数字生物传感器系统，并在加入损伤生物标志物的人血清溶液中进行性能测试，以模拟真实医学样品。该系统产生“警报”型光学输出信号，以阈值分隔的“是/否”形式给出诊断结果。新方法旨在可靠检测损伤生物标志物，从而在无法立即获得医院治疗的情况下自主...
单细菌连续生长以往主要依靠光学成像直接观察，但光学显微镜受衍射极限限制，且能连续监测的单个细胞数量有限。本文报道异步磁珠旋转（AMBR）生物传感器，用于在不受衍射限制条件下测量单个细菌的纳米尺度生长动态，并可跨越多个世代。该基于扭矩的磁珠传感器通过监测单个细菌附着与生长引起的流体阻力变化，实现了对单个大肠杆菌生长和分裂的连续观察，细...
新蝶呤是细胞免疫的有价值生物标志物，与病毒感染、细菌感染、自身免疫、心血管、神经退行性和恶性疾病等多种病理状态相关。为快速多生物标志物诊断制备特异性抗新蝶呤抗体，作者合成了新型半抗原衍生物并将其偶联到载体蛋白上。经充分表征的偶联物用于免疫BALB/c小鼠和兔。所制备的单克隆抗体在直接和间接酶联免疫吸附试验（ELISA）格式中分别达到...
本文报道了一种无标记钙离子生物传感器的构建与表征。作者将猪源 S100A12 蛋白（calgranulin c）与聚乙烯醇丁醛（PVB）混合后，通过溶胶-凝胶法固定在金电极表面，形成 Au-PVB-S100A12 修饰电极。采用循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）、扫描电镜（SEM）和表面等离子共振（SPR）对电极进行表征。S...
在不到40年的发展中，适配体已在生物传感器开发中确立重要地位。适配体与核酸探针化学性质相近，可针对大小和组成多样的靶标进行体外筛选，因而成为替代抗体的理想捕获元件。凭借化学结构简单、合成与修饰方便、批次差异小以及可逆变性等特性，适配体已成功整合到多种创新传感方案中。将适配体引入现有微阵列技术后，已报道多种检测策略，包括荧光报告基团的...
癌症标志物可为癌症发生或进展提供更多信息，快速简便检测对临床诊断和管理很重要。本研究报道了一种基于成像椭偏仪（imaging ellipsometry, IE）生物传感器（BIE）的一步法糖抗原19-9（CA19-9）免疫分析方法，并评价其分析性能。抗CA19-9单克隆抗体作为识别配体共价固定于羧基修饰硅基底，同时筛选固定浓度；随后...
无荧光生物传感器阵列可直接测量蛋白表面密度，无需荧光或酶标记，因而能提供定量且一致的信号。然而，由于非特异性结合，少数无荧光蛋白阵列在高背景样品（如血清）中成功应用。本文测试了基于光学干涉的BioCD作为无荧光生物传感器，并利用96孔抗PSA微阵列在患者血清中检测前列腺特异性抗原（PSA，前列腺癌生物标志物）。通过丁醛表面化学、席夫...
在炎症过程的分子诊断中，直接、准确地测定二氧化氮水平是一项极其繁琐且技术要求高的工作。本研究旨在证明，利用特定光谱生物传感器的停流技术可用于检测生物环境中纳摩尔水平的 NO2。新型化合物 cis-[Cr(C2O4)(AaraNH2)(OH2)2]+ 通过减缓 NO2 的摄取速率，提高了 NO2 测定的准确性。研究采用 L-精氨酸（3...
本文首次系统研究了基于硅线波导环形谐振器的无标记生物传感器阵列中温度诱导谐振偏移的实时抵消方法。作者采用一个由 SU8 或 SiO2 包层保护的参考谐振器来追踪温度变化，该参考环与传感环位于同一微流控通道中，但被较厚包层光学隔离，使其对流体折射率变化不敏感而保持良好热接触。在稳态条件下测量了水溶液中谐振器的温度依赖关系，并讨论了波导...
本文分析了光子晶体平板中导模共振的折射率灵敏度，指出导模性质会强烈影响光谱灵敏度与品质因子，并由此带来折射率灵敏度的显著提升。对于悬空平板设计，与置于基底上的平板相比，光谱灵敏度可提高约三倍。研究还表明，光谱灵敏度不受制造光子晶体纳米结构中常见的品质因子下降影响。通过合理选择光子晶体平板的设计参数，可实现对蛋白质、抗原和细胞等多种分...
本文报道基于标准硅工艺全单片集成马赫-曾德尔干涉仪（MZI）阵列用于无标记分析物检测。提出频率分辨马赫-曾德尔干涉（FR-MZI）概念，利用宽带光源中各频率的相位与强度变化，克服单波长 MZI 的相位模糊、信号衰落和长传感臂限制。器件在同一硅芯片上单片集成硅雪崩二极管 LED、氮化硅平面波导 MZI 和 pn 结光电探测器，传感臂长...
本文针对单壁碳纳米管（SWCNT）悬臂生物传感器开展三维有限元建模与仿真，研究生物颗粒检测过程中目标分子结合引起梁端质量附着和纳米颗粒添加所导致的弯曲变形。该传感器以硅衬底为接地电极，氮化硅层作为介质隔离，SWCNT作为高长径比悬臂梁，其表面可修饰金纳米颗粒并固定特异性抗体，同时用分子层抑制非特异性吸附。论文建立了静电-机械耦合分析...
本研究利用导模共振（GMR）生物传感器分析人血清中浓度低于0.1 ng/mL的心脏标志物。研究监测患者与健康对照血清中的心肌肌钙蛋白I（cTnI）、肌酸激酶同工酶MB（CK-MB）和肌红蛋白（MYO）。获得剂量响应曲线：cTnI为0.05–10 ng/mL，CK-MB为0.1–10 ng/mL，MYO为0.03–1.7 µg/mL。...
新鲜农产品被大肠杆菌O157:H7等食源性病原菌污染常导致食物中毒和疾病暴发。因此需要对农产品进行病原筛查，但现有方法难以在易腐食品上实现低初始污染水平的可重复同日检测，且希望单次检测多种病原。本研究建立了用于菠菜中E. coli O157:H7快速筛查的实验流程，采用具备多路复用能力的免疫学检测，并通过生物传感器读取信号。检测分别...
光流体环谐振器（OFRR）是一种高灵敏度无标记光学生物传感器，具有优异的光子与流体集成能力。本文首次利用甲基结合蛋白 MBD-2 作为捕获分子，在 OFRR 内表面固定后检测寡核苷酸的 DNA 甲基化状态。该应用与癌症研究和未来临床工具密切相关，因为关键基因启动子区域的甲基化模式可用于早期癌症诊断。作者定量表征了 OFRR 对人工甲...
本研究将一种通过多价噬菌体展示库筛选获得、对心肌肌钙蛋白 I（TnI）具有纳摩尔亲和力的短合成肽固定于金表面，用于 TnI 检测。作者比较了金表面固定肽与噬菌体固定肽对 TnI 的结合亲和力，并采用石英晶体微天平（QCM）、循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）监测识别层制备及目标结合过程。三种方法均表明该肽对 TnI 的结合相...