2019冠状病毒病（COVID-19）作为典型气溶胶传播疾病，凸显了对空气传播病毒进行快速监测与检测的迫切需求。本文通过数值建模研究金属芯压电纤维/环氧基复合材料的动态机电响应，并将其设计为用于病毒检测的质量负载生物传感器。模型中，对中间压电纤维施加交流电场，使复合材料发生振动；同时采用集中载荷和分布载荷模拟生物标志物与病毒结合后引...
阻抗型生物传感为生物分子检测、细胞生长监测等提供高灵敏度的电学方法。传统阻抗分析仪价格昂贵且笨重，而病毒感染的快速确诊和居家连续监测对临床管理具有重要意义。本研究设计、模拟、开发并测试了一种基于阻抗变化的病毒检测传感器及健康监测原型。首先，利用 COMSOL 建立纳米尺度铜电极模型，模拟电极表面抗体功能化以及抗原结合后阻抗增加的过程...
本文报道了一种基于单颗粒干涉反射成像传感器（SP-IRIS）的可配置数字病毒计数器，用于实时多路病毒检测。作者将DNA导向抗体固定（DDI）技术应用于SP-IRIS芯片：先在硅-二氧化硅芯片表面点样不同单链DNA探针，再流入抗体-DNA偶联物，通过DNA-DNA杂交将芯片转化为多路抗体阵列。该阵列在一次性微流控卡盒中实时检测三种表达...
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...
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...
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...
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...