Extreme sensitivity biosensing platform based on hyperbolic metamaterials.
光学传感技术在医学研究和临床诊断中具有重要价值，尤其适用于高稀释溶液中少量分子的检测。基于超材料的无标记等离激元生物传感器已发展出多种方法，但低分子量（<500 Da）生物分子因极化率较低，在高稀释溶液中的检测仍具挑战。本文报道了一种基于双曲超材料（HMM）的微型化等离激元生物传感器平台。该平台由金/氧化铝多层膜构成，可在可见至近红...
A sensitive and selective resonance Rayleigh scattering method for quick detection of avidin using affinity labeling Au nanoparticles.
亲和素是蛋制品中常见的抗营养糖蛋白，热稳定性较高，过量摄入会与生物素结合并引起生物素营养不良，因此食品中需要对其含量进行限制。本文建立了一种基于共振瑞利散射（RRS）和生物素标记金纳米颗粒（AuNPs）的亲和传感检测方法。该方法利用亲和素与生物素之间强而特异的非共价相互作用，使生物素-AuNPs在加入亲和素后发生聚集，导致565 n...
Tunable nanogap devices for ultra-sensitive electrochemical impedance biosensing.
本文报道了一种基于可调金纳米间隙电极的电化学阻抗生物传感器，用于超灵敏检测链霉亲和素。该器件在传统叉指阵列（IDA）微电极上通过单层膜沉积和原位生长金纳米颗粒（Au NPs）制备，可通过控制原位生长时间调节纳米间隙长度。当纳米间隙为25 nm时，对链霉亲和素与生物素的特异性结合表现出极高灵敏度。链霉亲和素结合后阻碍两电极间的电子转移...
A fluorescent biosensor for protein detection based on poly(thymine)-templated copper nanoparticles and terminal protection of small molecule-linked DNA.
本文报道了一种基于聚胸腺嘧啶（poly T）模板铜纳米颗粒（Cu NPs）和小分子连接 DNA 端部保护机制的荧光生物传感器，用于蛋白质检测。以生物素及其结合蛋白链霉亲和素（SA）为模型体系，设计 3′端连接生物素的 poly T 探针（biotin-T30）。当存在 SA 时，生物素与 SA 高亲和结合，使 biotin-T30 ...
Customization of Protein Single Nanowires for Optical Biosensing.
本文报道了一种基于飞秒激光直写（FsLDW）的全蛋白单纳米线光学生物传感器。以牛血清白蛋白（BSA）、亲和素（avidin）和亚甲基蓝（MB）水溶液为墨水，在低折射率 MgF2 基底上通过双光子光交联直接写出直径约 700 nm 的蛋白纳米线。该纳米线具有良好形貌，表面粗糙度平均约 5 nm，可作为光学纳米波导，在空气中于约 500...
Specific detection of avidin-biotin binding using liquid crystal droplets.
本研究采用微流控技术制备了聚(丙烯酸-b-4-氰联苯-4′-十一碳烯酸酯)（PAA-b-LCP）功能化的4-氰基-4′-戊基联苯（5CB）液晶液滴。液滴表面的PAA链经EDC/NHS活化后与生物素酰肼共价偶联，形成5CB-PAA-生物素液滴，用于在5CB/水界面上特异性检测亲和素–生物素结合。亲和素与生物素结合后，液滴界面电荷状态和...
A surface-acoustic-wave-based cantilever bio-sensor.
本文报道一种可扩展的表面声波（SAW）基悬臂梁生物传感器，用于便携式生化检测。器件由分子束外延 GaAs/AlAs 压电薄膜释放成 2.5 μm 厚悬臂梁，顶部制作 50 nm Al 叉指换能器（IDT），底部镀 10 nm Au 并功能化。当分析物与表面识别层结合时，界面应力改变悬臂梁内应力分布，进而改变 SAW 传播速度，使 I...
Surface exploration of a room-temperature ionic liquid-chitin composite film decorated with electrochemically deposited PdFeNi trimetallic alloy nanoparticles by pattern recognition: an elegant approach to developing a novel biotin biosensor.
本研究建立了一种用于测定生物素（BTN）的新型生物传感系统，即在玻璃碳电极（GCE）表面修饰室温离子液体（RTIL）—几丁质（Ch）复合膜，并通过循环伏安电沉积钯铁镍（PdFeNi）三金属合金纳米粒子，构建 PdFeNi/ChRTIL/GCE 电极。研究采用数字图像处理（DIP）模式识别方法，从扫描电子显微镜（SEM）图像中测量纳米...
Hybrid organic semiconductor lasers for bio-molecular sensing.
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...
Biotin selective polymer nano-films.
生物素与亲和素/链霉亲和素的强相互作用被广泛用于多种检测和诊断体系。能够稳定结合生物素的稳健材料有望用于开发可重复使用的检测材料和生物传感器识别元件。本研究在十六烷硫醇（HDT）自组装单分子层修饰的金/石英谐振器上制备了厚度为3–5 nm的生物素选择性薄膜。薄膜基于分子印迹策略，以生物素甲酯（BtOMe）为模板，在物理吸附的苯甲酮光...
Biotin-streptavidin binding interactions of dielectric filled silicon bulk acoustic resonators for smart label-free biochemical sensor applications.
本文以生物素-链霉亲和素结合为模型体系，验证了介电填充硅体声波谐振器（BAR）无标记生物传感器的性能。该质量传感器为微加工硅方板，采用介电填充电容激励机制，在拉梅模下工作。生物素修饰的谐振器暴露于10−7 M链霉亲和素溶液15 min后，共振频率下降315 ppm，对应谐振器表面增加质量约3.43 ng。以牛血清白蛋白（BSA）封闭...
An oligofluorene truxene based distributed feedback laser for biosensing applications.
本文报道了首个基于全有机寡聚芴三叶草烯（T3）的分布式反馈（DFB）激光器生物传感器，用于检测特定蛋白与小分子相互作用。该器件以光固化环氧纳米光栅为基底，T3 有机半导体薄膜作为增益层，表面通过聚苯丙氨酸赖氨酸（PPL）单分子层引入胺基，并共价偶联 N-羟基琥珀酰亚胺生物素（NHS-biotin）作为识别探针。当亲和素（avidin...
Passivated aluminum nanohole arrays for label-free biosensing applications.
本文报道了一种基于铝纳米孔阵列的表面等离子共振（SPR）折射率生物传感器的制备与性能。针对铝基生物传感器常见的氧化和腐蚀问题，作者开发了基于氧等离子体的铝表面钝化处理，以形成更稳定的氧化铝保护层。通过去离子水浸泡实验和器件有限差分时域（FDTD）模拟，评估了钝化过程对抑制铝腐蚀和维持光学响应稳定性的有效性。作为概念验证，研究将生物素...
Improved detection limits of protein optical fiber biosensors coated with gold nanoparticles.
本研究提出一种新型光纤生物传感器构型，基于涂覆贵金属纳米颗粒的倾斜光纤布拉格光栅（TFBG），分别采用金纳米笼（AuNC）或金纳米球（AuNS）。传感膜通过一系列薄膜与单层沉积工艺制备，仅依靠共价键将金纳米颗粒固定于TFBG表面。与未修饰金纳米颗粒的参考传感器相比，所构建生物传感器对目标蛋白具有更高特异性和更低检测限。尽管金纳米颗粒...
Microfluidic biosensor for the detection of DNA by fluorescence enhancement and the following streptavidin detection by fluorescence quenching.
本文报道了一种用于 DNA/蛋白检测的光学微流控生物传感器。该传感器由固定于金表面的单链 DNA-Cy3 探针和简单线形微流控通道组成。这些具有随机序列的 ssDNA-Cy3 探针在体相溶液或金表面与互补单链 DNA（cssDNA）靶标结合后，均可发生荧光增强。与传统分子信标不同，该探针不需要复杂设计或发夹状茎环构象，因而更易于制备...
Biomolecular recognition with a sensitivity-enhanced nanowire transistor biosensor.
在硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器应用中，传统全区域修饰（AAM）使受体不仅覆盖纳米线微小表面，也覆盖周围较大基底，导致目标分子被非传感区捕获，降低检测灵敏度。本研究采用自下而上策略，在光刻器件制备前用3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）修饰SiNW，使APTMS在光刻胶涂覆、有机溶剂清洗和热退火等严苛工艺中保留...
Alkanethiol-functionalized terahertz metamaterial as label-free, highly-sensitive and specific biosensor.
特异性生物识别是许多生物过程的关键，亟需高灵敏、无标记的生物传感器。超材料因其独特电磁特性成为生物传感的潜在选择。本研究基于太赫兹超材料，利用十八烷硫醇（ODT）和生物素对其进行功能化，制备了一种用于检测链霉亲和素–琼脂糖（SA）的无标记、高灵敏且特异性传感器。结果表明，超材料的低频和高频共振模式均可用于SA检测；在未稀释商业SA溶...
Development of a rapid low cost fluorescent biosensor for the detection of food contaminants.
本研究开发了一种用于抗体法检测食品相关污染物的原型荧光生物传感器，并对其性能进行了表征。该传感器典型抗体结合信号为200–2000 mV，短期噪声为9.1 mV，4 h基线斜率为–0.016 mV/s；体相信号检测重复性（n=23）和再现性（n=3）均低于2.4%CV。作者利用两个食品相关模型体系评价检测单元，证明其既能监测结合事件...
Biotin determination in food supplements by an electrochemical magneto biosensor.
本文报道了一种用于食品样品中生物素快速测定的电化学磁生物传感器。亲和反应在链霉亲和素修饰的磁性微球上进行，采用直接竞争格式：样品中的游离生物素与生物素化辣根过氧化物酶（biotin-HRP）竞争结合磁性微球表面的链霉亲和素结合位点。反应后，修饰磁珠可被磁石墨-环氧复合电极（m-GEC）简便捕获，电化学信号基于加入过氧化氢（H2O2）...
Attaching biological probes to silica optical biosensors using silane coupling agents.
生物传感器平台需通过表面修饰实现抗污、亲疏水调控及特异性识别，以适用于血液、尿液和废水等复杂基质。回音壁模式（WGM）光学谐振器可无标记检测多种物质，其束缚光场具有倏逝尾，与周围分子相互作用后改变有效折射率，引起共振频率偏移，并因光场循环而获得本征信号放大。二氧化硅微球是最常见的WGM谐振器，但三维微球表面易受污染、缺陷和涂层不均影...