局部表面等离子共振（LSPR）是一种通过入射光与金属薄膜局部“热点”中离域电子相互作用来检测折射率变化的光学方法。LSPR传感器具有体积小、灵敏度高、成本低且适合即时检测等优点。本研究开发基于LSPR的纳米孔阵列（NHA）传感器平台，用于实时、无标记监测探针/靶标结合事件，以支持低水平生物分子靶标的生物医学诊断。为实现液相检测，作者...
本文报道了一种专门用于检测糖化白蛋白（GA）的生物传感器，GA是糖尿病监测的关键生物标志物。与传统GA监测方法不同，该传感器采用局域表面等离子共振（LSPR）进行信号转导，并利用火焰喷雾热解法在石英基底上沉积金纳米颗粒，形成新型制备工艺。该传感器可提供约三周内的平均血糖水平，与糖尿病患者糖化状态相关。传感器表面偶联的DNA适配体选择...
子痫前期是不良妊娠结局的重要原因，涉及胎盘滋养层来源的金属蛋白酶妊娠相关血浆蛋白A（PAPP-A）和PAPP-A2。氧化石墨烯（GO）基表面等离子共振（SPR）生物传感器较传统SPR具有更高灵敏度、亲和力和选择性。本研究旨在探索用GO-SPR检测孕早期血清PAPP-A/PAPP-A2比值作为子痫前期新预测指标的可行性。2018年1月...
微小RNA（miRNAs）是约21–25个核苷酸的短非编码单链RNA，在多种生物过程中起关键作用，并在多种人类疾病中表达失调，因此其检测对诊断和筛查具有重要意义。新型miRNA生物传感器通常基于目标miRNA与固定在电极表面的互补链或适配体杂交形成双链。为优化传感过程，需要详细理解工作条件下的杂交动力学。本研究采用表面等离子共振（S...
生物分子在传感器表面的受控取向对实现高灵敏度和准确检测至关重要。FcγRI 是免疫细胞表面识别 IgG 包被靶标的受体，在 T 细胞激活和抗原内吞中发挥重要作用。本研究将 FcγRI 外域重新用作分析配体，在等离子体传感器表面以位点定向方式捕获阿达木单抗（ADA，一种 IgG1 型单抗生物类似药），并实时检测其对应分析物肿瘤坏死因子...
本文提出一种用于生物传感的改进 Kretschmann 型表面等离子共振（SPR）传感器数值结构，由 BK7 棱镜、TiO2 粘附层、Cu 等离子体金属层和 BaTiO3 保护层组成，并采用角度探测法。铜因可产生比金和银更窄的 SPR 曲线而具有高分辨率潜力，但易氧化；BaTiO3 薄膜可保护 Cu 并显著提升传感性能，TiO2 薄...
传染病严重威胁公共卫生与全球生物安全。除空气传播外，病原微生物也可在污水等环境液体样本中检出。传统生化检测方法耗时长、成本效益低，且检测限限制早期诊断。本研究制备了直径125 μm的超细等离子体光纤探针，用于CRISPR/Cas12a介导的严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）检测。暴露于光纤表面的单链DNA被Cas1...
癌症是全球主要死因之一，早期检测对提高治愈率至关重要，而检测灵敏度决定了可检出的最低癌细胞浓度。表面等离子共振（SPR）通过监测样品折射率变化实现癌细胞检测，其灵敏度取决于可分辨的最小折射率变化。本文提出一种金-石墨烯-银-黑磷（Au-Gr-Ag-Black P）异质结构 SPR 传感器表面，用于基于折射率差异检测不同类型癌细胞。作...
Kretschmann 构型作为亚波长框架，可用于检测生物材料折射率的微小变化。然而，多数理论评估通常基于棱镜耦合至支撑等离子体模态的薄金属膜的平面波激发传输矩阵法（TMM）。因此，需要比平面波近似更优的理论框架，以实现可靠准确的评估与仿真。本研究对传统快速傅里叶变换光束传播法（FFT-BPM）进行重构，用于评估表面等离子体波导生物...
新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发，已成为全球公共卫生问题，开发高灵敏、快速的冠状病毒检测器十分关键。本文提出一种基于表面等离子共振（SPRE）的 SARS-CoV-2 病毒生物传感器。为提高灵敏度，在金属银薄膜与石墨烯层之间插入一层 BiFeO3，使器件结构为 BK7 棱镜/Ag/BiFeO3/石墨...
本文提出四种基于石墨烯-等离子体纳米组合的结构，用于检测冠状病毒尤其是 COVID-19。这些结构按半球形阵列和一维光子晶体格式排列，半球形与板状层由铝（Al）、金（Au）、二氧化硅（SiO2）和石墨烯（graphene）构成。一维光子晶体可使吸收峰波长向短波方向移动，同时提高吸收峰值。为提升器件功能，作者考察了结构参数和石墨烯化学...
本文提出一种用于检测 SARS-CoV-2 病毒的新型表面等离子共振（SPR）生物传感器。该传感器采用 Kretschmann 构型，以 CaF2 棱镜为基底，并在其上依次沉积银（Ag）、二氧化钛（TiO2）和 MXene（Ti3C2TX）纳米层，以提升传感性能。作者利用 Fresnel 方程和传输矩阵法（TMM）对反射率曲线及性能...
光学生物传感器面向药物发现、医学诊断、食品质量控制和环境监测等广泛应用。本文提出一种位于双芯单模光纤（DCSMF）端面的新型等离子体生物传感器。该概念在每个光纤芯上设置斜金属光栅，并通过金属条带生物传感波导互连，使表面等离子极化激元（SPP）沿端面传播以耦合两个芯。该方案可在传输模式（芯到芯）下工作，从而无需分离反射光与入射光，简化...
高迁移率族蛋白B1（HMGB1）是慢性炎症的重要生物标志物，其快速、灵敏、可靠检测对医学诊断具有重要意义。本文报道了一种基于羧甲基葡聚糖（CM-dextran）修饰金纳米颗粒表面的光纤局域表面等离子共振（FOLSPR）生物传感器，用于HMGB1检测。该传感器以多模光纤为基底，表面固定金纳米颗粒，并通过半胱胺和CM-dextran构建...
本研究开发了一种基于金纳米颗粒（AuNPs）局域表面等离子共振（LSPR）现象的生物传感器，用于食品样品中广泛使用的除草剂草甘膦的快速检测。为此，将半胱胺或草甘膦特异性抗体偶联至纳米颗粒表面。AuNPs采用柠檬酸钠还原法合成，并通过电感耦合等离子体质谱法测定其浓度；其光学性质采用紫外-可见光谱、X射线衍射和透射电子显微镜分析。功能化...
基于表面等离子共振（SPR）的传感器在生物和医学领域发挥重要作用，提高灵敏度一直是追求目标。本文提出并验证了一种联合采用 MoS2 纳米花（MNF）和纳米金刚石（ND）共同工程化等离子体表面的灵敏度增强方案。该方案可通过在 SPR 芯片金表面物理沉积 MNF 和 ND 覆盖层简单实现，并通过控制沉积次数灵活调节覆盖层，从而接近最佳性...
缺血性卒中患者发病后立即激活的炎症、修复和再生机制共同参与损伤应答、功能恢复以及卒中后数周的脑重塑，并可由康复治疗维持。然而，由于缺乏可客观测量的恢复标志物，患者对治疗的反应难以预测，而这些标志物可补充临床量表用于评估患者。鉴于细胞外囊泡（EVs）是携带多种参与卒中损伤应答分子的载体，本研究鉴定了一组 EV 相关分子，其（i）证实 ...
牙周炎是一种由生物膜介导的常见口腔疾病，约7%成人患重度牙周炎并有失牙风险；牙周炎毒力标志物还可在动脉粥样硬化斑块和脑组织中发现，提示其与心血管病和阿尔茨海默病相关。目前缺乏快速、准确、灵敏的临床方法识别高危患者，导致漏诊或过度治疗。牙龈卟啉单胞菌分泌的牙龈蛋白酶（gingipains）是疾病进展中的关键毒力因子，可作为预测生物标志...
嵌合抗原受体（CAR）T细胞与肿瘤驻留免疫细胞释放的细胞因子，是CAR T细胞功能活性及患者免疫反应的重要组成部分。然而，目前尚缺乏在CAR T细胞治疗过程中精确表征肿瘤微环境细胞因子分泌动态的手段，需要多路、快速、低样本量的生物传感平台并与生物模拟肿瘤微环境整合。本研究构建数字纳米等离子微阵列免疫传感器，并与微流控白血病芯片（Le...
光电生物传感器可测量生物分子构象变化及其相互作用，在生物医学诊断与分析中具有重要价值。表面等离子共振（SPR）生物传感器基于无标记、金基等离激元原理，具有高精度和高准确性，是常用检测平台之一。由 SPR 生物传感器产生的数据集已被用于疾病诊断与预后等机器学习模型，但用于开发或评估 SPR 生物传感器准确性、保障下游模型可靠性的模型仍...