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...
抗体包覆纳米颗粒的抗原捕获活性对亲和生物分析工具至关重要。本文系统研究了非定向固定于纳米颗粒表面的抗体的抗原捕获活性。将500 nm超顺磁性纳米颗粒通过共价方式修饰不同数量的抗心肌肌钙蛋白I（cTnI）单克隆抗体。低抗体表面覆盖率下，最多约4%的固定抗体能从溶液中捕获抗原；高覆盖率（≥50×10^2个抗体/颗粒，即≥64×10^2个...
组胺神经元在觉醒期活跃，睡眠期基本不活跃，快速眼动睡眠期活动极少。咖啡因是最常用的兴奋剂，可显著延长大鼠和人类的入睡潜伏期。我们假设咖啡因可增加后下丘脑（PH）谷氨酸释放，并增强觉醒活性组胺神经元活动。采用在体微透析，在自由行为大鼠给予咖啡因后采集 PH 样品。HPLC 分析和生物传感器测量显示，咖啡因给药后 30 min 起谷氨酸...
肿瘤抑制蛋白PTEN是一种脂质磷酸酶，通过去磷酸化PIP3负调控PI3K/AKT通路。直接、快速、灵敏地监测PTEN构象与功能，是开发增强或恢复PTEN依赖性通路抗癌药物的重要前提。本文构建了一种分子内生物发光共振能量转移（BRET）生物传感器Rluc-PTEN-YFP，将Rluc融合于PTEN N端、YFP融合于PTEN C端，用...
本文提出一种 40 GHz 射频生物传感器，基于微波共面波导（CPW）传输线，用于肝癌细胞 HepG2 的介电特性表征。传统谐振器型生物传感器通常工作在特定谐振峰附近，细胞介电灵敏度受限于较窄带宽。为实现 1–40 GHz 的超宽带测量，本文采用微波 CPW 传输线作为传感结构。该传感器可在去除微波寄生效应（包括培养基和基底材料影响...
本文报道了基于磁致伸缩颗粒（MSP）的生物传感器，用于液体中病原菌的原位、实时检测。传感识别元件分别为抗鼠伤寒沙门氏菌的噬菌体E2、抗单核细胞增生李斯特菌的单克隆抗体、抗大肠杆菌的多克隆抗体和抗金黄色葡萄球菌的多克隆抗体。传感器在5×10^1至5×10^8 cfu/mL的细菌培养物中进行表征。结果表明，MSP生物传感器在水中工作良好...
生物传感器的特异性通常依赖表面生物功能化，使目标生物分子选择性结合；该步骤对材料性质和实验条件高度敏感。本文系统评估了多种将蛋白接枝到氧化铝覆盖传感器表面的方法，包括层叠法（LbL）、液相硅烷化（APTES）、气相硅烷化（MPES）以及不同连接子，并提出一种基于马来酰亚胺反应基团（PMPI）的新协议。研究以互指阵列微电极（IDAM）...
银纳米颗粒（SNP）具有抗菌活性，但其作用机制尚未完全阐明。本研究提出一种无标记、快速的非绝热锥形光纤（NATOF）生物传感器，用于研究 SNP 对大肠杆菌 K-12 的抗菌活性。SNP 与细菌相互作用可通过锚定或穿透细菌细胞层，改变锥形光纤传感区的折射率，进而改变光纤光学特性与输出信号。在相同条件下，以菌落计数法作为实验对照，并与...
本文报道了一种基于绝缘聚合物微芯片的实时亲和生物传感器。两个平面碳微电极通过激光烧蚀集成于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）微芯片中，与微通道内溶液无直接接触。传感器通过监测微电极/PET微通道/溶液界面的电阻抗变化，探测聚合物表面发生的生物分子结合事件。实验中，牛血清白蛋白（BSA）先吸附固定于PET微通道表面，兔抗BSA抗体（Ab-...