神经退行性疾病、糖尿病、癌症和传染病仍是全球重大健康问题，尤其在缺乏快速准确诊断手段的中低收入国家。传统生物芯片传感平台虽有效，但常受复杂仪器依赖和大数据处理能力不足的限制。本综述系统评估人工智能（AI）与生物芯片技术整合以提升生物医学诊断的进展，重点分析光谱、纸基、实验室芯片和微流控平台与强化学习、机器学习和深度学习模型结合的最新...
表面等离子共振（SPR）传感是一种用于测量金表面生物分子相互作用的实时检测技术。本研究提出一种新方法，利用金纳米狭缝阵列上的纳米金刚石（NDs）获取异常光学透射（EOT）光谱用于 SPR 生物传感。我们使用抗牛血清白蛋白（anti-BSA）结合 NDs，以实现其化学附着到金纳米狭缝阵列。共价结合的 NDs 随其浓度改变 EOT 响应...
全球约5500万人受阿尔茨海默病（AD）影响，确诊通常需死后神经病理检查，因此亟需无创、早期且可靠的诊断方法。此前已鉴定出可识别AD患者血清中Aβ自身抗体的工程化噬菌体。本研究在微型生物芯片上采用免疫噬菌体-聚合酶链反应（immuno-phage PCR）检测六种噬菌体区分AD血清的能力。结果显示，六种噬菌体中有五种能区分健康对照与...
自 2000 年代初以来，大量研究致力于解决生物芯片与生物传感器制造中的诸多挑战，以用于多种生物医学应用。这些器件或在制造过程中集成 DNA、蛋白质或细胞等生物元件，或在制造后进行生物功能化，用于传感、诊断、药物筛选和治疗。半导体行业成熟的可扩展光刻技术正被用于此类器件的大规模生产，并进一步开发以满足在基底上精确沉积不同生物元件、保...
本文报道了玻璃生物芯片表征及无标记生物传感器验证数据，用于高灵敏同时测定人血清中自身抗体的浓度和天然动力学。天然动力学指自身抗体与游离、非固定抗原的相互作用。该传感器基于光谱相关干涉（SCI）和光谱相位干涉（SPI），以一次性显微镜盖玻片为生物芯片，通过实时记录识别点生物层厚度变化实现无标记检测。数据涵盖生物芯片表面化学修饰的多因素...
本文报道了一种用于检测和表征蛋白-糖胺聚糖相互作用的生物传感器装置，将表面等离子共振成像（SPRi）与芯片上基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）联用。作者开发微阵列 SPR 生物芯片，用短链聚乙二醇自组装单分子层修饰金表面，并通过 DCC/NHS 活化共价固定人细胞因子基质细胞衍生因子-1α（SDF-1α）、...
心血管疾病是全球慢性死亡主因，早期检测生物标志物对诊断和治疗重要。为满足即时检测（PoC）需求，本文开发一种高灵敏度无标记电化学生物传感器，用于检测 S100β 蛋白和 C 反应蛋白（CRP）等 CVD 标志物。为满足 PoC 要求并提高测量灵敏度，将三电极体系微型化并集成到生物芯片上。利用电解质电流密度计算机模拟研究若干有效结构，...
本文综述了被动与集成近场微波生物传感器的发展。微波（1–100 GHz）与生物材料的相互作用主要取决于水含量和介电弛豫，水的德拜弛豫特征频率约为17 GHz，因此生物样品中水与生物分子之间的介电常数差异可被近场微波结构敏感地探测。被动微波生物传感器通常由微带线、共面线、波导、谐振器或互指电容等结构构成，制备于微波介质基板上，通过散射...
基于金纳米棒（GNR）的无标记传感因其局域表面等离子共振（LSPR）特性而受到关注。与块体金相比，GNR 的 SPR 对生物结合引起的近表面折射率变化更敏感。已有研究多采用溶液态 GNR 探针，但存在读数波动和储存时间短等问题。本文报道了一种芯片化纳米等离子体生物传感器：将功能化 GNR 固定于（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷（MPTM...
电化学生物传感是一类可用于在简单和复杂介质中捕获与检测生物分子的技术集合。虽然仪器与技术条件对检测能力很重要，但界面设计同样关键，且受自然启发的界面常能取得最佳效果。本综述重点介绍与生物体系定向电化学分析相关的近期材料设计、识别方案和方法进展，包括用肽、蛋白、核酸和脂质膜功能化电极的设计，以及纳米颗粒介导的信号放大机制。文章还讨论联...
随着医疗诊断向更便携和个性化方向发展，利用电信号进行生物传感和即时检测具有巨大潜力。电学生物芯片可用于操控和感知生物实体，具有片上样品制备、无标记检测、降低成本与复杂度、减少样品体积、提高便携性和大规模多路检测等固有优势。完全集成的电学生物芯片平台对即时检测系统尤其具有吸引力。本综述总结了电学芯片实验室技术，包括阻抗、电位和安培检测...
肽因合成路线成熟、结构多样且可作为酶的高选择性底物，已被用于生物分析和新型生物传感器的构建。生物偶联策略可高效地将肽与分析物之间的相互作用信息转换为可测量信号，从而用于构建新型肽基生物传感器。许多环境敏感荧光团能对环境变化和刺激快速响应，并以光谱特性变化表现出来，因此被广泛用作与肽偶联的信号标记，以构建肽基分子传感器。此外，纳米颗粒...
本文报道了一种基于青霉素酶（Pen-X）固定化于微型生物芯片的青霉素G（Pen-G）生物传感器。传感器以金电极（AuE）为工作电极，利用硫代乙醇酸自组装单分子层（TGA-SAM）在金表面形成致密封闭层，并通过EDC活化TGA末端羧基与Pen-X氨基形成酰胺键，实现酶的共价固定。检测采用铁氰化钾/亚铁氰化钾氧化还原电对，在pH 7.1...
该文献为视频实验配套材料清单，报道一种基于微流控的电化学生物芯片，用于无标记 DNA 杂交分析。芯片以 4 英寸 P 型硅片为基底，通过光刻、PECVD 沉积 SiO2、DC 溅射和电子束蒸发金属形成电极与微流控结构，并用 PDMS 封装形成微流道。表面使用含 5′-ThioMC6-D 巯基修饰的 ssDNA 寡核苷酸固定于金电极，...
本文报道了一种用于生物传感器应用的新型钛酸盐纳米管（TNT）透明涂层。该涂层由稳定且无添加剂的溶胶通过室温旋涂法制备，无需结合剂，过程简单、快速且成本低，可形成约10 nm厚、致密且高度透明的薄膜。作者采用光谱椭偏仪（SE）、原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱（XPS）对薄膜形貌、厚度及化学态进行表征，并将其制备在光学波导芯片...
本研究报道了一种基于胆固醇氧化酶（ChOx）的可重复使用、无中介体胆固醇生物传感器。该传感器以硫代乙醇酸（TGA）自组装单分子层（SAM）修饰的金生物芯片为平台，通过滴加法和EDC活化实现ChOx的共价固定，形成Au/TGA/ChOx结构。在室温下，采用循环伏安法（CV）检测胆固醇。修饰后的生物芯片传感器表现出良好线性（1.0 nM...
可打印的多标志物生物芯片能够在即时诊断和资源有限环境中同时定量检测多种目标生物标志物，是生物诊断领域的理想目标。然而，在常规打印过程中保持常用作识别元件的生物分子功能仍具挑战。本文提出一种简单而有力的方法——等离子书法（plasmonic calligraphy），用于实现多重无标记生物检测。该方法使用装有生物功能化金纳米棒的普通圆...
本文报道了一种具有三个并行通道的片上光谱表面等离子共振（SPR）生物传感器/生物芯片，用于生物分子检测。器件采用 Kretschmann 构型，在 BK7 玻璃基底上沉积 5 nm Cr 和 45 nm Au 薄膜，并在 FK5 玻璃输入光路中设置矩形匹配液腔。通过压电微泵切换不同折射率的匹配液体，使入射光束依次偏转到不同 SPR ...
显微镜投影光刻与纳米压印、分子印迹相结合，用于快速微制备分子印迹聚合物（MIP）阵列，形成微米级纳米丝岛。使用10×物镜和承载所需图案的光掩模，可轻松获得直径70–90 μm的微点。微点由平行纳米丝组成，具有高长径比，直径约150 nm、长度数微米，通过在多孔氧化铝上进行纳米压印获得。阵列分别以小分子荧光素或蛋白质肌红蛋白为模板进行...
细胞分泌分子对基础研究和医学应用均具有重要意义。本研究提出一种基于生物芯片的方法，用于瞬时监测体外培养 B 淋巴细胞分泌的蛋白。作者利用表面等离子共振成像（SPRi）对蛋白生物芯片进行成像，芯片上微阵列化固定了抗原蛋白鸡卵白蛋白/卵溶菌酶（HEL）及一系列对照蛋白。将 B 细胞杂交瘤培养于芯片上，可实时监测其分泌的 HEL 特异性免...