利用4-氰基-4'-戊基联苯（5CB）液晶微滴中分子取向随免疫球蛋白G（IgG）抗原相互作用发生的变化，开发了一种用于生物流体中快速、无标记检测IgG的生物传感器。为制备液晶微滴生物传感器，在十二烷基硫酸钠（SDS）作为介导剂和两亲性聚苯乙烯-b-丙烯酸（PS-b-PA）作为液晶/水界面修饰剂存在下，制备了抗IgG（AIgG）锚定的...
迫切需要一种简单、可负担的肺结核诊断方法，以提高活动性结核分枝杆菌感染的检出率。近期研究提示动物行为可作为生物传感器，用于提示人类疾病的存在：非洲巨袋鼠可通过嗅闻痰标本检测结核，经训练的蜜蜂会对结核阳性患者呼出气中三种挥发性有机化合物（VOCs）产生口器伸展反应。然而，大鼠和蜜蜂都需要动物饲养设施和专业训练人员，超出多数检测机构的条...
表面声波（SAW）器件数十年来被用于微尺度化学与生物现象传感。本研究在64°YX铌酸锂（LiNbO3）SAW器件的延迟线区域，通过静电纺丝制备含氧化锌（ZnO）纳米粒子的聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物（P(VDF-TrFE)）纳米纤维膜，并系统研究其形貌、组成与结晶性。SEM与EDX证实ZnO纳米粒子分散于纤维中；FTIR显示ZnO促进...
过去十年生物传感器取得巨大进展，但避免外部管路和泵送并集成到微流控环境中的工作仍被忽视。本文提出一种新型微流控设计，集成多个试剂储存腔和一次性电化学微泵，用于按时间控制输送液体。该卡盒以基于氮化硅的光子生物传感器进行了测试和验证，该传感器包含多个光学环谐振器作为传感元件，并以免疫分析作为潜在目标应用。基于演示模型获得的实验结果，作者...
近期，大量工作围绕采用平面表面结合纳米颗粒（NPs）阵列的光学、电学和机械（生物）传感器展开。此类系统的输出取决于分析物输运至阵列中每个纳米颗粒并与其相互作用的速率。然而，阵列设计参数与对流、扩散和反应之间相互作用的讨论仍然有限，现有方法通常需要大量计算模拟。本文证明，分析物输运至纳米颗粒阵列的速率可以解析量化。结果表明，该速率受单...
本文采用磁控溅射技术制备了基于氧化锌（ZnO）的薄膜体声波谐振器（FBAR），并将其作为生物传感器用于检测黏蛋白1（MUC1）。该FBAR的谐振频率位于约1503.3 MHz，平均机电耦合系数K2eff为2.39%，品质因数Q为224。利用亲和素—生物素特异性结合体系，链霉亲和素自组装于顶部金电极上作为敏感层，用于间接检测MUC1分...
本文提供四种生物传感器平台头对头比较的数据集，用于评估高亲和力抗体-抗原结合动力学。研究采用GE Healthcare Biacore T100、Bio-Rad ProteOn XPR36、ForteBio Octet RED384和Wasatch Microfluidics IBIS MX96，分析十种人源抗PCSK9单克隆抗体与...
毒理学正经历由高通量（HT）方法驱动的深刻变革，这些方法可快速考察大量化学结构空间的生物活性与危害潜力。其可行性主要源于从高成本、低通量的哺乳动物模型转向更快、更廉价的替代系统。作者认为这是更优策略，因为由此产生的大规模数据为基于预测性构效关系的毒理学奠定基础；同时，快速揭示与结构相关的生物活性有助于决定将资源投入机制研究还是商业开...
鉴于还原氧化石墨烯（rGO）基生物传感器可在床旁实现一次性、可重复的生物标志物检测，本研究开发了一种晶圆级 rGO 高分辨率图案化方法。该方法基于传统微机电系统（MEMS）工艺，通过光刻胶牺牲层和氧气气氛反应离子刻蚀（RIE）干法刻蚀，将图案从光刻胶转移到 rGO 薄膜上，实现了从 5 μm 到数百微米尺度的多种 rGO 微图案。通...
硅光子谐振腔已广泛用于生物传感，但提高灵敏度与检出限仍是研究重点。本文提出利用亚波长光栅（SWG）工程化绝缘体上硅（SOI）波导的有效折射率与模场分布，并报道其作为生物传感器的实验性能。作者设计并采用电子束光刻制备了直径30 µm的SWG环谐振器，通过改变占空比、周期和耦合间隙优化器件。表征结果显示，器件品质因子Q约为7×10^3，...
本文研究用于小规模生物分子计算和二值生物传感器数字信号处理的流控系统。作者设计流反转比色皿，并通过实验数据分析在理论上提取脉冲形状、评估其噪声水平，再进行数值降噪。结果表明，将设计良好的充分混合流反转单元作为流系统的组成部分，可在物理上实现噪声降低。该方法有望增强此类系统的网络互连能力，并可能不仅支持数字信号处理，还支持模拟信号处理...
生物层干涉（BLI）是一种利用光纤生物传感器对蛋白相互作用进行无标记实时监测的光学技术。本研究将Octet Red BLI系统的自动化、无微流控和在线监测优势与信号增强步骤相结合，建立了一种快速、高灵敏的免疫学检测方法，用于生物战剂检测。作为概念验证，作者选择两类生物威胁对象：蛋白毒素蓖麻毒素（ricin）和革兰阴性菌土拉弗朗西斯菌...
为满足医学诊断对高灵敏、低成本生物传感器的需求，本研究聚焦光子晶体的特定光学特性，开发了一种无标记光学生物传感器，用于检测人血清中的C反应蛋白（CRP）。作者采用热压纳米压印（NIL）在100 μm厚环烯烃聚合物（COP）薄膜上制备二维光子晶体（2D-PhC）纳米孔阵列，孔径和间距均为230 nm，孔深200 nm。为降低血清中杂蛋...
本文设计并数值研究了基于金属-金属-介质-金属（MMDM）结构的完美窄带吸收体，该结构由周期性金属纳米带阵列构成。在红外波段，该吸收体在约1564.5 nm处呈现超窄吸收带，半高全宽仅1.11 nm，峰值吸收超过99.9%。与无介质层的金属光栅结构相比，MMDM结构显著提高了吸收率并降低了反射。对于斜入射，0°至50°范围内吸收率保...
本研究采用衰减全反射傅里叶变换红外（ATR-FTIR）光谱，研究功能化氟端基纳米晶金刚石（NCD）薄膜上的蛋白固定过程，所用固定方案旨在特异性结合C反应蛋白（CRP）。在力控砧式ATR-FTIR构型下，作者分析了体外CRP固定的三个关键步骤：首先，在NCD表面沉积由聚环氧乙烷和聚环氧丙烷组成的共聚物层进行钝化；其次，将一种对CRP具...
本研究旨在评估用生物传感器在猪肉滴水损失（drip loss，渗出液）中测得的葡萄糖和乳酸与肌肉糖酵解潜能（glycolytic potential, GP）及其组分之间的关系。以24头纯Neckar杂交品系猪背最长肌为样品，测定宰后24 h pH、CIE L*a*b*肉色和48 h滴水损失，并用商品化血糖仪和乳酸试纸检测渗出液中的...
本文报道了一种基于长周期光纤光栅（LPG）反射模式工作的光纤纳米光极生物传感器，用于检测人甲状腺球蛋白（Tg/TG），该蛋白是分化型甲状腺癌的重要标志物。该反射型LPG（RT-LPG）传感器表面涂覆单层无规聚苯乙烯（aPS），并在其上吸附高亲和力的抗Tg单克隆抗体，从而在细针穿刺活检的针洗脱液中实现Tg的无标记检测，检测浓度可用于术...
DNA结合蛋白在基因组维持与功能中发挥关键作用，但其特异性结合机制尚未完全阐明。近期研究发现，DNA结合蛋白可通过间接读出机制，通过识别、捕获或增强DNA构象柔性与变形来识别特定结合位点。高通量DNA微阵列方法能够大规模分析蛋白-DNA结合亲和力，但无法提供特定蛋白-DNA复合物中DNA构象变化的信息。本文基于DNA微阵列的高通量能...
确定G蛋白偶联受体（GPCR）的体内激活状态不仅有助于阐明其生理功能，也能通过确认药物与受体结合促进药物发现。本研究开发了一种磷酸化特异性抗体生物传感器，用于在体外和体内检测M1毒蕈碱乙酰胆碱受体（M1 mAChR）的激活。基于质谱磷酸化蛋白质组学鉴定了M1 mAChR上14个磷酸化位点，并针对其中4个位点制备磷酸化特异性抗体。结果...
微生物燃料电池（MFC）是一种可同时实现废水处理、发电与环境监测的创新技术。本研究初步探索陆地单室微生物燃料电池（SMFC）作为生物传感器的可行性。作者利用安第斯土壤组装了三个独立 SMFC，分别用于监测合成洗米废水（SRWW）中 10、100 和 200 mg/L 的生化需氧量（BOD）。结果表明，SMFC 的开路电压（OCV）输...