由于病毒不断出现和演化，加之全球旅行与运输增加，亟需可实时检测病毒的可移动系统。PAMONO（Plasmon Assisted Microscopy of Nano-sized Objects）生物传感器是一种可用于移动实时检测病毒和病毒样颗粒的可行技术，可应用于医院、机场、户外等场景的快速可靠诊断。现有基于卷积神经网络（CNN）的...
微型机电系统是一类可提供合适灵敏度的生物微机电系统。本文提出一种热-电-机械模型，用于在微尺度检测生物颗粒。该模型通过分析拉入不稳定参数和频率偏移实现识别，控制方程由扩展哈密顿原理推导，并纳入表面层能量、电场边缘修正和材料属性等系统参数的耦合效应。随后，作者用多个案例的实验、解析和数值数据验证了模型及结果的准确性。参数研究表明，生物...
传染病仍对全球和公共卫生构成持续威胁，尤其在许多国家和城市农村地区。造成这些严重疾病的重要原因之一，是缺乏合适的分析方法和后续治疗策略，且难以获得集中配备的医疗诊断设施。生物传感器可通过重构其传感模块，将现有分析方法转化为诊断策略，用于检测蛋白质生物标志物和病毒等纳米级生物分子。由于病毒变异快、人际传播广，早期诊断尤为迫切。当前传感...
基于猝灭剂与荧光体之间能量转移引起的荧光变化检测是荧光生物传感器的常用策略。本研究构建了一种用于人T细胞淋巴病毒1（HTLV-1）基因组长片段检测的新型荧光生物传感器。该传感器利用金纳米粒子（AuNPs）对氧化石墨烯（GO）的荧光猝灭效应：两条硫醇化DNA探针分别修饰AuNPs后吸附于GO表面，AuNPs通过能量转移猝灭GO在400...
点击化学是一类通过杂原子连接（C-X-C）将小分子单元高效偶联的有机化学反应，近年来被广泛应用于病毒相关研究。利用点击化学，可对病毒颗粒、病毒蛋白和病毒核酸进行快速、定量标记，使标记后的病毒或分子能够在活细胞或样品中被实时追踪与成像。本文综述了点击反应在病毒研究中的最新应用，包括病毒追踪、抗病毒药物设计、病毒感染诊断以及基于病毒的递...
本文基于原子尺度结构描述，建立了用于高频阻抗谱（HFIS）纳米电极对T=3病毒衣壳及完整病毒响应的简化集总几何与电学模型，以评估现实HFIS CMOS纳米电极生物传感器平台对不同病毒的理论检测响应。研究选取植物病毒豇豆花叶病毒（CCMV）、动物病毒兔出血症病毒（RHDV）和人类病毒甲型肝炎病毒（HAV），计算其电容谱，并归纳谱图共同...
现代诊断工具与免疫分析流程要求基于分析物固有行为进行直接识别，而不使用标记指示剂。无标记生物传感器能够监测分析物的物理化学性质，如结合灵敏度、选择性、亲和常数及分子识别动力学。典型生物传感器界面可由天然抗体延伸至合成受体，例如分子印迹聚合物（MIPs）。MIPs 的主要优势包括与天然抗体相当的高结合选择性、合成简便快速、热/化学稳定...
碳纳米管（CNTs）具有大斯托克斯位移和几乎无荧光光漂白等光致发光特性，可作为生物测量中的荧光标记。本研究评估了 CNTs 作为表面等离子共振（SPR）辅助荧光免疫分析（SPRF）荧光标记的性能。作者采用配备棱镜集成微流道通道的 V 槽传感器芯片，以 670 nm 光激发 SPR，并观察 (8,3) 单壁碳纳米管在 970 nm 的...
本文阐明了一种借助随机纳米尖峰增强灵敏度的光驱动生物传感器非常规工作原理。该传感器在纳米孔阵列（NHA）表面引入随机纳米尖峰（RNS），利用RNS调制的异常光学透射（EOT）以及病毒作为介电亚微米物体中产生的等离子体镜像，形成异常光诱导力（LIF），从而将病毒光学引导并捕获在纳米尖峰顶端附近的高敏感区域。当病毒被引导至尖峰顶端附近后...
病毒诊断与监测是控制病毒传播、部署适当治疗干预的关键步骤。过去常用的病毒检测方法多为细胞培养或分子水平检测，大多繁琐、昂贵、需要专门设施，且诊断速度较慢。为克服这些局限，生物传感器方法日益受到关注，尤其是在葡萄糖等生物传感器成功商业化之后。本文综述了利用生物传感器方法检测完整病毒的当前进展。截至撰写时，已有三类生物受体表面（抗体、糖...
本文报道利用 DNA 偶联抗体结合单颗粒干涉反射成像传感器（SP-IRIS）实现完整病毒颗粒的快速、高灵敏无标记检测。首先采用光谱自干涉荧光显微镜（SSFM）表征 DNA 连接子偶联抗体在三维聚合物表面的轴向抬升，结果表明 DNA 连接子可显著增加抗体与传感表面的距离。随后在 SP-IRIS 平台上特异性检测表达埃博拉病毒糖蛋白（E...
本研究以系统进化指数富集（SELEX）筛选获得的抗H5N1禽流感病毒（AIV）DNA适配体替代单克隆抗体，构建了基于微流控流池和互指微电极的阻抗生物传感器。嵌于微流控流池中的金互指微电极表面先通过物理吸附固定链霉亲和素，再利用生物素—链霉亲和素结合将生物素化抗H5N1适配体固定于电极表面。目标H5N1病毒被捕获后，使电极表面阻抗幅值...
水传播病毒检测对消除和控制其作为病原体的危害具有重要意义。快速、灵敏的检测技术有助于疫情调查、风险控制和预防策略制定。多种病毒可污染饮用水源，引起腹泻、肺炎和胃肠炎，甚至导致死亡。由于病毒尺寸小（纳米级），现有水处理工艺难以将其完全去除，且许多病毒对消毒剂具有抗性。目前可用的病毒检测技术包括过滤技术、酶联免疫吸附试验（ELISA）和...
快速、灵敏且选择性检测病毒对医学诊断、生物安全和环境安全至关重要。本文报道了点缺陷耦合W1光子晶体（PhC）波导生物传感器在无标记光学病毒检测中的应用。该传感器基于绝缘体上硅（SOI）衬底，采用电子束光刻和反应离子刻蚀制备，通过目标生物材料渗入光子晶体孔内引起环境折射率变化，导致谐振模式波长红移实现光学检测。有限差分时间域（FDTD...
本文报道一种集成微流控生物传感器，将样品预浓缩与脂质体信号放大相结合，用于环境水样中肠道病毒检测。该方法克服细胞培养法耗时长以及PCR法需大量处理水样以去除抑制物的问题。采用免疫夹心法，报告抗体标记于脂质体。以猫杯状病毒（FCV）作为人类诺如病毒模型，开发集成器件用于环境相关病毒检测。玻璃微通道中原位制备纳米多孔膜，并施加电场，使病...
本文报道了利用Ibis PLEX-ID通用生物传感器检测与鉴定生物制品中病毒污染物的方法。该技术基于聚合酶链式反应（PCR）扩增病毒基因组中广泛保守区段，再采用电喷雾电离质谱（ESI-MS）分析PCR产物的碱基组成特征，从而实现对常见及新发病毒的快速识别。作者开发了靶向50多种RNA和DNA病毒属的PCR检测体系，并对来自生物制药企...
快速、灵敏且可多点部署的病毒检测技术对防控未来疫情和生物恐怖威胁至关重要。本文报道了一种无标记光流体纳米等离子体生物传感器，可在几乎无需样品前处理的情况下，直接从生物介质中以临床相关浓度检测完整病毒。该平台基于等离子体纳米孔中的异常光透射效应，并利用群特异性抗体识别快速进化病毒的不同毒株。针对表面等离子极化激元穿透深度与病原体尺寸相...
病毒在医学和生物防御中备受关注，在远低于致病阈值浓度下实现高灵敏、高特异、高选择性检测仍是挑战。理想的病毒检测应无需样品前处理，可直接用于血液、痰液等体液以及泳池、河流等自然或人工水体。本文报道一种稳健的表面声波（SAW）生物传感器，将325 MHz表面声波的灵敏度与抗体的特异性相结合，用于检测病毒生物制剂。该传感器采用锂钽酸盐（L...