蛋白质和核酸的检测主要依赖荧光光学方法，但需要昂贵笨重的光学设备并需荧光标记，成本和时间较高。本文报道了一种名为纳米针生物传感器的纳米电子探针，用于在纳米尺度无标记地电学探测核酸和蛋白质。该传感器由四层薄膜构成：底部导电层作为电极，其上为氧化层，再上层为另一导电层，最上方为保护氧化层。当蛋白质或核酸接近纳米针尖端时，传感电极之间的阻...
单壁碳纳米管（SWNT）和半导体纳米线具有独特电子性质与高比表面积，是高灵敏生物传感器的候选材料。当带电分子结合到传感器表面时，会改变沟道载流子密度，引起直流电导变化；但在离子溶液中，带电表面会吸引反离子形成双电层（EDL），在约100 mM生理相关离子强度下，德拜屏蔽长度小于1 nm，使基于电荷的直流检测受到根本限制。为克服电荷屏...
本文提出一种基于2.4 GHz振荡频率偏移的射频生物传感器平台，用于无标记、实时检测生物分子结合事件。系统由振荡器、高Q表面声波（SAW）滤波器和射频功率检测器组成。其基本原理是：生物分子在平面谐振器表面固定后，会改变谐振器的电阻、电感和电容等阻抗特性，进而引起振荡器频率发生偏移。由于目标生物分子质量和尺寸很小，直接频率偏移通常极小...
本文报道了一种基于纳米球光刻（NSL）技术大规模制备金纳米孔阵列的表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于检测特定的链霉亲和素-生物素相互作用。该传感器采用直接紫外-可见吸收模式监测 SPR 吸收峰位移。为提高生物素的固定效率，金纳米孔阵列表面依次用 3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTS）和 3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）进行...
几乎所有抗体Fab臂可变区均存在一个高度保守但利用不足的核苷酸结合位点（NBS）。本文提出一种NBS特异性紫外光交联生物素化方法（UV-NBSBiotin），用于将抗体定向固定到链霉亲和素包被表面，同时保持抗原结合活性。在254 nm紫外光下，IBA–EG11–Biotin先与NBS非共价结合，随后与NBS芳香残基发生光交联；最佳曝...
生物标志物或蛋白的识别与定量是疾病早期检测的重要挑战。生物传感器表面功能化需合理设计，以抑制非特异相互作用并特异性检测目标分子。本文基于聚电解质多层膜（PEM）以及链霉亲和素和生物素化抗体的顺序固定，构建了用于目标蛋白无标记检测的多层纳米架构平台，并以卵白蛋白为模型。该平台可在两类传感器表面构建，并采用光学波导光模光谱（OWLS）和...
本文报道了一种用于检测Cry1Ab的新型侧流免疫分析（LFIA）信号放大策略。该方法以多聚赖氨酸（PL）链和生物素-链霉亲和素系统（BSAS）实现放大：将多个荧光染料（FL）直接包覆在PL表面，并通过BSAS与抗体偶联，构建FLPL-BSAS-mAb1信号放大偶联物。试纸条T线固定捕获抗体，C线固定内标抗体；样品经毛细作用迁移后，C...
在开发基于半导体的新型生物传感器及一般半导体生物功能化方案时，关键在于生物修饰后能够阻断表面剩余反应位点，防止其继续发生化学反应。该步骤既用于保护硅基底免受氧化，也用于在分子水平控制最外层生物分子相互作用。本文设计了一种基于单链生物素修饰硫醇-DNA连接在硅基底上的生物传感器模型系统。硫醇-DNA通过连接在Si(111)表面11-氨...
本文报道了一种基于石墨烯与聚二甲基硅氧烷（PDMS）波导耦合的生物传感器制备方法。该传感器基于局部倏逝石墨烯耦合（LEGC）原理工作：PDMS 波导中的倏逝场对界面折射率变化高度敏感，当化学或生物物种结合到波导表面时，倏逝场分布发生偏移；石墨烯作为光电探测器，其光电流随波导内光强和倏逝场变化而改变。作者将选择性受体分子固定于 PDM...
本文研究在局部表面等离子共振（LSPR）生物传感器中引入石墨烯层以增强灵敏度与吸附效率。该传感器采用Kretschmann棱镜耦合结构，由熔融石英玻璃棱镜、金薄膜、石墨烯层及生物分子识别层组成，并以生物素-链霉亲和素相互作用作为模型体系，监测金薄膜上石墨烯层表面的生物分子结合。通过理论推导和数值模拟，系统评估了不同生物分子层厚度、石...
全球约有1.7亿人感染丙型肝炎病毒（HCV），可引发慢性肝炎、肝硬化等严重肝病。检测HCV病毒蛋白对诊断和监测具有重要意义，但现有基于抗体的酶联免疫吸附试验（ELISA）存在早期感染难以检出、假阳性或假阴性等局限。为克服上述瓶颈，RNA适配体作为抗体替代物被用于生物传感器检测病毒蛋白。本研究建立了一种基于链霉亲和素-生物素偶联的RN...
本文报道了一种基于银纳米颗粒聚集的电化学生物传感器，用于检测短DNA寡核苷酸形式的枯草芽孢杆菌（Bt）转基因序列。首先将硫醇修饰的捕获DNA（cDNA）固定于金（Au）电极表面，随后目标DNA（tDNA）与固定化cDNA杂交。接着，由生物素化银纳米颗粒功能化的探针DNA（pDNA）与固定tDNA结合，形成单银纳米颗粒标记（SAg l...
本文报道了一类分子量可控、无离子基团、水溶性好且发射量子产率高的单功能化共轭聚合物，用于改善荧光生物传感器与成像应用。作者以2-溴-7-碘芴为预单体，在9,9′位引入八聚乙二醇单甲醚侧链，获得水溶性预单体4。通过高收率合成有机金属引发剂(dppe)Ni(Ph)Br，并在单晶X射线衍射中确认其结构，使预单体4在30秒内完成聚合，获得平...
本文报道了一种基于全(111)表面硅纳米线（Si-NW）场效应生物传感器的选择性功能化策略。作者将碳-硅（C-Si）烷基和烯基单分子层共价连接到Si-NW表面，并利用单分子层末端的胺基偶联生物素N-羟基琥珀酰亚胺酯（biotin NHS ester）。通过接触角、X射线光电子能谱（XPS）以及高分辨扫描电镜（HRSEM）验证了选择性...
本文报道了一种基于发夹寡核苷酸修饰金纳米颗粒（HO-Au-NP）和侧流层析试纸条（LFSB）的单核苷酸多态性（SNP）视觉检测方法。该方法利用5′端巯基、3′端生物素修饰的发夹寡核苷酸通过自组装偶联到金纳米颗粒表面，并以脱氧腺苷三磷酸（dATP）作为封闭剂。dATP 与发夹结构共同将生物素嵌入并靠近金纳米颗粒表面，使其处于失活状态。...
核糖核苷酸还原酶（RNR）负责合成 DNA 复制与修复所需的脱氧核糖核苷酸，其活性受核苷酸对调节位点差异亲和性的复杂变构调控。作者开发了一种稳健且灵敏的方法，通过 30.5 Å 连接臂将生物素化 RNR 偶联到表面等离子共振（SPR）链霉亲和素生物传感器芯片上。对三种 RNR 的系统研究表明，效应核苷酸可增强全酶亚基间相互作用，而底...
本研究建立了一种通过噬菌体展示技术在大肠杆菌噬菌体 T4 头部定向引入亲和标签的方法，用于生物传感器应用。将生物素羧基载体蛋白基因（bccp）或纤维素结合模块基因（cbm）与 T4 小外壳蛋白基因（soc）融合，使重组噬菌体头部表达相应配体。感染性分析表明，重组噬菌体保留裂解活性和宿主范围，但裂解量下降、潜伏期延长。进一步考察了重组...
本文提出一种可独立测定液体折射率（RI）的高精度光学生物传感技术。该传感器利用光子晶体表面波（PC SW）检测生物活性表面上的结合事件，同时通过独立记录全反射临界角直接、无模型依赖地获得液体折射率，从而将表面吸附层厚度变化与液体体积折射率变化分开。作者以生物素与链霉亲和素单层的结合为模型体系，在低浓度和高浓度生物素条件下验证了该技术...
微纳半导体器件在生物与化学组分检测中日益重要，活性生物材料与敏感换能器集成有望获得高灵敏、特异、可靠且可批量制造的生物传感器。本文报道了一种基于标准 CMOS 工艺制造的全耗尽（FD）电解质-绝缘体-半导体场效应晶体管（EISFET）。器件采用 SOI 晶圆，通过多次氧化/去氧化将活性 SOI 层减薄至 10–30 nm，使沟道在给...
本文采用简单无模板电化学沉积法制备了四种纳米结构金电极，并将其与生物素化聚噻吩衍生物（PTBL）复合，研究其光电流产生及作为光电化学生物传感器的性能。四种电极中，垂直取向的金纳米枝显著提高了光电转换效率，因为垂直纳米结构不仅有利于光收集，还有利于光生载流子的传输。得益于该优势纳米结构，PTBL/金纳米枝电极在链霉亲和素-生物素亲和反...