太赫兹（THz）超表面吸收体因具有高Q谐振和对生物组织介电变化的高灵敏度，成为生物医学传感的有前景平台。传统单带设计仅在窄频带内有效，降低检测可靠性并增加假阳性。本研究提出一种偏振无关、角度稳定的多带超表面吸收体（MSA），用于无标记THz生物传感。该结构采用双金属开口环谐振器（SRR）与连续背面接地平面，构成紧凑的金属-介质-金属...
一维光子晶体（1D-PC）生物传感器因高灵敏度而有望用于癌症检测，但其性能常受不可避免的制造误差影响。现有理论分析往往未定量评估这些误差对灵敏度、半高宽等关键性能参数的影响。本研究通过统计分析，考察随机制造偏差如何影响上述指标，从而对传感器稳定性和鲁棒性进行更现实评估。针对所设计的1D-PC生物传感器，首先采用传输矩阵法（TMM）计...
肿瘤微环境具有酸性pH、活性氧（ROS）升高和缺氧等特征，亟需简便高效的癌症检测生物传感器。本研究开发了一种氧（O2）响应型HDP–PVA水凝胶生物传感器，其中HDP为[1,1′-联苯]-2,2′,4,4′,5,5′-六酚，PVA为聚乙烯醇。该传感器利用多酚HDP在氮气和氧气微环境中的氧化敏感性，通过多酚介导相互作用改变水凝胶的机械...
早期癌症筛查受益于能够读取生物流体中微小折射率偏差的光学换能器。本研究建模了一种 Kretschmann 几何表面等离子共振（SPR）生物传感器，依次堆叠铜（Cu）、氮化硅（Si3N4）和 MXene，并评估其对六种肿瘤相关折射率增量（Δn=0.014–0.024 RIU）的响应。传输矩阵计算指导逐层优化：40 nm Cu、7 nm...
AI优化的电化学适配体传感器正通过高灵敏度、高选择性和快速响应改变诊断检测。借助数据驱动的AI技术，这些传感器为传统方法提供无创、低成本替代，用于检测神经退行性疾病、癌症和冠状病毒的分子生物标志物。比较表显示AI集成带来显著进步：普通适配体传感器灵敏度从60%–75%提高到85%–95%，特异性从70%–80%提高到90%–98%。...
光学生物传感器是利用光学与光在生物分子过程中原理的专用分析器件。局域表面等离子体共振（LSPR）是金属纳米颗粒或纳米结构与入射光相互作用时发生的纳米光子学现象；表面增强拉曼光谱（SERS）基于拉曼散射，当分子位于特定设计纳米结构附近时放大其拉曼信号。本文系统综述了采用LSPR与SERS技术的光学生物传感器最新进展、基本原理和工作机制...
早期癌症检测对实现有效治疗至关重要，但现有诊断方法在成本、耗时和早期微小肿瘤分辨能力方面存在局限。新型生物材料如水凝胶为癌症检测生物传感器的开发提供了有前景的替代方案。水凝胶是由亲水性聚合物通过物理或化学交联形成的三维网络，具有高含水率、类组织微环境、可功能化等特性，可与电化学、光学、免疫等多种传感模式结合，实现高灵敏度、高特异性和...
癌症是全球主要死因之一，早期检测对提高治愈率至关重要，而检测灵敏度决定了可检出的最低癌细胞浓度。表面等离子共振（SPR）通过监测样品折射率变化实现癌细胞检测，其灵敏度取决于可分辨的最小折射率变化。本文提出一种金-石墨烯-银-黑磷（Au-Gr-Ag-Black P）异质结构 SPR 传感器表面，用于基于折射率差异检测不同类型癌细胞。作...
本文提出一种基于 TiO2/Au/石墨烯混合层的表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于提高癌症检测灵敏度。作者采用有限元法（FEM）对 Kretschmann 构型下的角探测衰减全反射（ATR）结构进行数值分析，利用 633 nm p 偏振光监测反射率最小值对应的共振角。当正常细胞与癌细胞的折射指数在 1.36–1.401 范围内...
生物传感器是监测环境污染、检测有毒元素及生物危害细菌/病毒，并用于临床诊断的重要工具。近二十年来，其应用已扩展至军事、医疗、工业过程控制、环境监测、食品质量控制和微生物学等领域。生物传感技术已从基于生物体在体外表征的体外研究，发展为纳米制造赋能的微型化生物传感器。纳米技术的引入催生了新型传感器与传感机制，并显著提高了现有生物传感器的...
癌症的治愈机会与降低治疗副作用部分取决于早期检测。基于比色传感器的技术具有应用前景，因为目标分析物可通过简单的肉眼颜色变化实现高灵敏检测，而无需昂贵或复杂的仪器设备。多数研究中，采用与目标分析物互补的生物分子功能化金纳米颗粒（Au NPs）进行比色检测。功能化金纳米颗粒与目标分析物相互作用后，会诱导颗粒聚集或重新分散，使溶液颜色由红...
碳基空心纳米球（HNSs）因结构可控、比表面积高、空腔大、传质快和生物相容性好而受到关注。本文报道一种新型功能化 HNSs，即以钯纳米颗粒（Pd NPs）修饰的双壳结构氮掺杂石墨烯量子点（NGQDs）@氮掺杂碳（NC）空心纳米球（NGQD@NC@Pd HNSs）。该材料以超细 Pd NPs 和具有类过氧化物酶活性的“纳米酶”NGQD...
高灵敏端粒酶生物传感器的发展受限于端粒链（TS）引物可及性不足以及酶反应空间有限，后者主要受垂直距离限制。本研究设计了一种基于尖塔状DNA四面体TS引物（STTS）的电化学端粒酶生物传感器。通过在DNA四面体顶部引入刚性双链DNA尖塔，成功调控TS引物与电极表面之间的距离，从而显著促进端粒酶在表面的延伸反应。与无尖塔结构的TSP相比...
Mizutani 等开发了一种高灵敏、高特异的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，用于在活细胞中定量检测 BCR-ABL 激酶活性及其对药物的响应。该传感器以 BCR-ABL 主要底物 CrkL 为识别元件，将其夹在黄色荧光蛋白 Venus 与增强青色荧光蛋白 ECFP 之间；当 BCR-ABL 激酶活性升高时，CrkL 酪氨酸...