IgE介导的肥大细胞脱颗粒会释放组胺、肝素、蛋白酶、细胞因子等促过敏和促炎介质，参与多种过敏性疾病。致敏阶段中，IgE抗体结合细胞表面高亲和力FcεRI受体；随后多价抗原诱导IgE/FcεRI复合物寡聚化，触发细胞激活。该过程伴随细胞微结构变化，可作为信号产生事件。为实时监测这些事件，作者采用压电石英晶体谐振器传感器，对致敏RBL-...
长链醛，尤其是壬醛，被认为是呼出气中肺癌的潜在挥发性生物标志物。本研究考察肽反离子对基于石英晶体微天平（QCM）生物传感器性能的影响，采用两种气味结合蛋白衍生肽（OBPP4 和 OBPP4 GSGSGS）选择性气相检测这些醛。将反离子由三氟乙酸盐更换为氯化物，可在所研究传感器中提高灵敏度并降低检出限。OBPP4 GSGSGS 氯化物...
酶的可重复使用是可持续生物技术和生物传感器开发的基础。本研究利用集成石英晶体微天平（QCM）动力学与外切酶活性实时监测，对DNA聚合酶的可重复使用性进行了首批定量评估之一。结果显示，固定化T7 DNA聚合酶在三个90 min反应循环后仍保留约50%的初始活性，在五个循环后保留约20%；而较短的45 min循环活性显著更低。这一结果提...
小 hive beetle Aethina tumida 对欧洲多个地区的蜜蜂种群，尤其是 Apis mellifera，构成严重威胁。该害虫起源于撒哈拉以南非洲，目前存在从意大利卡拉布里亚地区进一步扩散的风险。蜜蜂在授粉、生物多样性保护、农业生产和经济中发挥关键作用，因此 SHB 入侵危害显著。现有检测方法往往难以在早期识别感染，...
亲和生物传感器的设计与开发受系统复杂多物理场特性影响，理解目标分子与固定受体之间的结合相互作用及其动力学，是发展稳健可靠生物传感器技术的关键步骤。对于基质复杂的临床样品，结合动力学评估更加重要且更具挑战。尽管生物传感器技术取得显著进展，但由于基础理解有限，对结合动力学的实际感知仍是关键瓶颈。本综述系统讨论亲和生物传感器中结合动力学感...
自驱动运动是生命的基本特征，当前研究重点关注液滴运动动力学。量化宏观运动并揭示其分子机制对自组装、自修复材料、软体机器人、自清洁环境过程及制药工业具有重要意义。由于驱动宏观运动的力通常作用于分子尺度，其实时、高分辨研究具有挑战性。无标记表面敏感测量可在原位同时探测分子尺度相互作用与微观运动。本研究采用表面敏感无标记传感器，研究三甲基...
本研究开发了一种基于压电石英诱导分子键断裂传感技术的适配体生物传感器，用于检测乳铁蛋白（LF）。巯基修饰的适配体I通过Au-S键固定于石英晶体微天平（QCM）金电极表面，特异性结合LF；随后与适配体II-磁性微球结合以放大质量信号。在60 MHz镀金石英晶体共振频率下，峰值激励电压为8 V。当发生分子键断裂时，结合在压电石英表面的适...
表面印迹聚合物（SIP）生物传感器具有直接检测完整细菌的潜力，但传统微接触印迹依赖新鲜模板菌，且菌体在印章上的分布难以重复。本文开发了一种含大肠杆菌（E. coli）光刻模拟结构的正向主印章，通过微接触印迹在传感器表面制备仿生大肠杆菌凹槽，无需真实模板菌即可实现可重复、标准化的SIP生物传感器制备。利用原子力显微镜（AFM）和扫描电...
气候变化和人口密度增加加速了克里米亚-刚果出血热病毒（CCHFV）等高致病性病毒向人类传播。本研究报道低密度脂蛋白受体（LDLR）是 CCHFV 进入宿主细胞的关键受体，在细胞培养和血管类器官感染中发挥重要作用。CCHFV 与 LDLR 的相互作用高度特异，LDLR 家族其他成员不能结合或中和该病毒。生物传感器实验表明，LDLR 特...
病原体的连续监测在环境、医疗和食品工业中具有重要应用。石英晶体微天平（QCM）是一种基于压电效应测量表面附着质量的实时检测技术，因灵敏度高、检测速度快，在细菌和病毒早期感染诊断与疾病进程追踪中受到关注。本综述首先概述 QCM 生物传感方法的工作原理、常用识别元件及其局限性，随后总结 QCM 用于病原检测的代表性实例，重点讨论微流控磁...
公共交通中病原体暴露主要通过吸入气溶胶或飞沫传播，颗粒也会污染表面并形成潜在表面传播途径。本研究采用带抗污纳米涂层的快速声学生物传感器，直接检测布拉格公共交通系统暴露表面上的SARS-CoV-2，样品无需预处理。传感器结果与2021年4月7–9日在电车、公交车、地铁车厢和站台采集的482份表面拭子的qRT-PCR结果高度一致；当时布...
致病性大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）是绿叶蔬菜保存与质量安全的潜在威胁。与传统平板计数相比，糖–凝集素相互作用可提供可靠、特异且有效的细菌传感平台。本文通过两步还原胺化合成 4-(N-甘露糖基)苯甲酸（4-NMBA）和 4-硫苯基-N-甘露糖（4-TNM），用于石英晶体微天平（QCM）生物传感器直接检...
近期疫情后，快速诊断检测需求受到广泛关注。中和抗体或诊断用抗体的生产通常需要代表病原体的重组蛋白，但能够模拟这些重组蛋白的肽可被快速利用，尤其适用于疫情等紧急情况。本文报道了两种模拟严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）刺突蛋白受体结合域（RBD）的肽，并研究其在临床样本中与相应人免疫球蛋白G（IgG）和免疫球蛋白M（...
石英晶体微天平（QCM）可测量纳克级质量变化。当受体固定于QCM传感表面时，器件可通过捕获分子引起的质量变化检测化学分子。尽管QCM已用于无标记生物分子相互作用分析，但高灵敏度QCM多为台式设备。本研究利用智能手机和可穿戴设备中的小型电子元件与薄膜电池，制备了IC卡尺寸、可电池供电的便携式QCM器件。为验证其作为生物传感器的适用性，...
本研究展示了一种基于石英晶体微天平（QCM）生物传感器并结合金纳米颗粒（AuNPs）信号增强的鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）检测系统。该系统采用蠕动泵流动池，可依次完成抗体固定、沙门氏菌检测和金纳米颗粒加入，并实时追踪与传感器表面质量变化成正比的共振频率变化。抗体固定采用自组装单分子层（SAM）将多克...
近年来，RNA 型遗传病毒引发的新冠疫情等公共卫生事件引起全球关注。本文设计了一种用于 RNA 病毒医学检测的无电极生物传感芯片，融合石英晶体微天平（QCM）与局域表面等离子共振（LSPR）技术。利用 COMSOL 有限元模拟研究了不同参数金纳米棒—石英基底体系的等离子共振特性及 QCM 芯片表面电位分布。结果表明，金纳米棒二聚体的...
适配体是用于特异性检测多种疾病相关生物标志物的重要生物识别材料。近年来，多种方法被用于将适配体与目标分子的特异性结合转化为可测量信号，并发展出多种适配体生物传感器用于临床诊断。结合不同纳米材料可进一步提高灵敏度与检出限。本文是一篇批判性综述，重点阐述适配体作为生物传感器识别元件的优势，包括高亲和力、高选择性、化学稳定性好、合成成本低...
细胞外囊泡（EVs）定量是发挥其生物医学价值和理解其生物学功能的关键步骤。从细胞培养上清中分离得到的EV数量取决于细胞状态，在细胞间信号、疾病模型和药物开发研究中尤为重要。目前可用于定量分离EV的方法有限且各有局限。本文提出将石英晶体微天平（QCM）作为生物传感器，用于在少量挥发性溶剂液滴蒸发后，对残留在石英晶体表面的干燥EV进行定...
本研究采用连续流石英晶体微天平（QCM）无标记研究细胞外囊泡（EV）亚群与四种亲和配体的结合动力学。所研究EV亚群包括小于50 nm的exomere和50–80 nm的exosome，并通过在线联用免疫亲和色谱-非对称流场流分级（IAC-AsFlFFF）系统从人血浆中分离获得高纯度CD9+、CD63+和CD81+亚群。亲和配体为抗四...
本研究采用表面等离子共振成像（SPRi）和石英晶体微天平（QCM）两种无标记技术，表征纤维连接蛋白（fibronectin, FN）与抗纤维连接蛋白兔单克隆抗体之间的相互作用，并比较同一免疫传感器在两种换能方式下的响应。研究通过逐层构建传感器，考察半胱胺自组装层、抗体固定层以及抗体-抗原复合物形成对传感器响应的影响。结果表明，两种检...