本文提出并研究了几种用于光子晶体表面模式（PC SM）生物传感器的石英表面涂层，以实现生物分子的高效吸附及其后续无标记检测。该方法通过分析光子晶体表面光学模式传播参数的变化来揭示生物分子的沉积与吸附，并可独立记录全反射角和表面波激发角，从而实时测量分子与细胞亲和相互作用。作者系统研究了具有醛基、羧基和环氧基等不同锚定基团、适合与生物...
强度探测表面等离子共振（ISPR）传感结构简单，是目前应用最广泛的表面等离子共振技术之一，但其灵敏度相对较低，尤其是强度探测SPR成像（ISPRi）。本文提出一种基于ISPRi实时监测传感器表面生物分子结合的新方法。该方法通过采集反射光谱中两个特定波长处的反射光强，并计算二者差值作为传感信号，从而增强折射率变化引起的强度响应。作者还...
本文报道了一种通过置换反应制备的光学生物传感器。以新鲜电化学刻蚀的氢端基多孔硅为模板，在含氯金酸溶液中还原金离子，于硅表面原位生成纳米结构金层。该制备过程简单、快速、可重复，无需复杂设备。所得硅基纳米金层在可见光区呈现局域表面等离子共振（LSPR）响应，周围介质折射率变化会引起传感器颜色改变，并可通过反射光谱监测 LSPR 峰位移动...
表面等离子体共振显微与成像是基于金属表面附近纳米和微米尺度对象相互作用的光学无标记方法，可在时间和空间上分辨地观察并定量生物分子、细胞及生物颗粒与金属表面识别元件之间的结合过程。本综述系统介绍了表面等离子体共振成像与显微的基本原理，重点讨论近五年在光学平台和功能化涂层方面的进展，包括棱镜衰减全反射、共线光学、高数值孔径显微、纳米孔/...
石英晶体微天平（QCM）已广泛用于实时、无标记生物分子相互作用研究，但其敏感检测仍受限于表面固定容量不足。本研究采用不同分子量（100、500 和 2000 kDa）的葡聚糖，在金传感器芯片表面成功制备了三维羧甲基葡聚糖（3D carboxymethyl dextran）涂层。为评估该三维表面的固定容量，作者利用 QCM 生物传感器...
反射计量法与商业化折射计量表面等离子共振（SPR）相比，属于直接光学检测技术。摘要指出，直接光学检测的优势依赖于精细的表面化学，使生物聚合物敏感层的非特异结合可忽略，并实现识别位点的高负载。本文详细讨论了反射干涉光谱（RIfS）的仪器实现与表面化学，以优化其在化学和生物化学传感中的应用。RIfS作为无标记光学生物传感器方法，通过检测...
本文提出一种基于声光可调滤波器（AOTF）和白光激光波长探测的快速表面等离子共振（SPR）成像生物传感器系统。该系统将光谱法宽动态范围与高灵敏度的优点，与二维（2D）生物传感器阵列的多路高通量数据采集能力相结合。其核心是利用AOTF对白光激光进行快速波长扫描，从而实时跟踪目标分子结合到传感表面所引起的SPR反射谷移动。实验结果表明，...
本文报道了一种基于液晶可调谐滤波器（LCTF）波长探测的快速表面等离子共振（SPR）成像生物传感器系统。该系统将光谱法提供的宽动态检测范围与二维（2-D）生物传感器阵列的多路高通量数据采集相结合。所提方案的关键特征是采用反馈回路驱动 LCTF，以快速跟踪目标分子结合到传感器表面所引起的 SPR 反射谷移动。实验结果表明，该系统可在约...
微阵列是高通量表征生物分子相互作用的重要平台。为提高微阵列检测的灵敏度与特异性，通常需要对未点样但已功能化的表面进行封闭，以减少分析物与表面的非特异性相互作用。牛血清白蛋白（BSA）因价格低廉、使用方便，是蛋白和DNA微阵列中最常用的封闭试剂。按照微阵列厂商标准方案，通常需1% BSA并反应至少30 min。本文采用荧光扫描和无标记...
近年来，多种无标记生物传感技术被开发用于研究不同生物分子相互作用的实时动力学。这些生物传感器在一定程度上可替代荧光标记方法，在提供相当灵敏度的同时，保持待测生物分子的构象与功能完整性。然而，若要完全摆脱荧光标记，通量成为下一个关键问题。微阵列可在玻璃、硅片及其他功能化基底上通过点样、压印或直接合成固定生物分子，从而同时筛选数万种生物...
蛋白质纳米技术需要理解单个蛋白如何与其他分子结合并组装成更大结构。为检测生物分子而引入标记物可能影响生物分子相互作用，因此需要无标记相互作用与吸附分析。本章及下一章综述两种生物传感器技术：表面等离子共振（SPR）和石英晶体微天平（QCM）。二者均可实时分析生物分子相互作用且无需标记。SPR 是光学技术，对受光照金表面附近蛋白或其他分...
生物分子相互作用的灵敏测量在基础生物学、微生物学、环境/农业/生物防御监测、纳米生物技术和诊断等领域具有重要价值。诊断中可通过检测患者样本中目标蛋白或基因组生物标志物的存在、缺失或异常表达来指导治疗；研究中则用于表征分子亲和力与特异性。现有 ELISA、PCR、凝胶电泳和质谱等方法多依赖荧光、放射性或比色标记，存在成本、试剂稳定性、...
生物传感器已被广泛用于测定结合与解离动力学，以及蛋白-配体、蛋白-蛋白或核酸杂交等相互作用。现有多种生物传感器，各自具有实际或被认为的优势。本文综述了四种已商品化光学生物传感器的基本理论与工作构型：表面等离子共振（SPR）、共振镜（RM）、共振波导光栅（RWG）和双偏振干涉（DPI）。文章结合近年已发表文献中的实验与结果，讨论了这些...
表面等离子共振（SPR）生物传感器是一类光学传感器，利用表面等离子极化激元探测溶液中分析物与固定在传感器表面的生物分子识别元件之间的相互作用。其主要应用包括生物分析物检测和生物分子相互作用分析，具有无标记、实时、可同时获得定性与定量信息以及相互作用动力学参数的优势。该技术已用于研究蛋白质-蛋白质、蛋白质-脂质、蛋白质-核酸以及蛋白质...
我们开发了一种新型多功能光学生物芯片系统，将椭偏仪与表面等离子共振（SPR）功能集成，称为椭偏SPR（ESPR）。该生物传感器可无标记、实时获取固定生物分子单层的光学性质、生物医学反应中表面浓度变化以及生物分子间动力学亲和力等信息，满足后续生物技术分析需求。系统可在椭偏、SPR和ESPR三种模式间切换，利用椭偏测量SPR现象，提高S...
本章系统介绍共振镜（resonant mirror, RM）生物传感器的原理、仪器、表面固定化化学、动力学测量及典型应用。RM 是基于漏波导的光学生物传感器，由高折射率棱镜、低折射率间隔层和单模波导层构成，利用倏逝场探测传感表面折射率变化。当溶液中的分析物与固定在波导表面的生物特异性配体结合时，表面质量与局部折射率改变，使共振角或共...
表面等离子共振（SPR）生物传感器是一种无标记光学亲和传感技术，通过光学读取器激发金属薄膜表面的表面等离子体，其倏逝场对金属表面附近介质折射率变化敏感。当样品中的分析物与固定在传感器表面的生物识别元件（抗体、抗体片段、寡核苷酸、分子印迹聚合物等）特异性结合时，界面折射率改变，导致 SPR 共振角、共振波长或反射光强度发生变化，从而实...
表面等离子共振（SPR）生物传感器是蛋白质组学研究和药物发现中分析生物分子相互作用的重要工具，但用于小分子检测时灵敏度仍需提高。现有商用SPR系统多采用强度检测，受光源、光电接收器和放大电路漂移影响，检测精度通常不优于10^-6折射率单位（RIU）。由于SPR激发时反射光相位比强度变化更剧烈，相位检测可成为提高灵敏度的有效途径，理论...
本文利用成像表面等离子共振（iSPR）研究了紫外引发接枝共聚聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEG10MA）与羟乙基甲基丙烯酸酯（HEMA）构成的生物传感器水凝胶基质。通过光掩模和可编程快门横向改变曝光时间，在同一芯片上制备厚度为数纳米至数十纳米的梯度水凝胶斑点。iSPR 采用波长扫描模式，通过提取每个像素反射光谱最小值构建 SPR 波长图，...