无标记等离激元生物传感器有望推动分子生物学研究和早期疾病诊断，尤其适用于在高度稀释溶液中检测痕量目标分子。然而，传统等离激元传感器在检测分子量低于500 Da的生物分子，尤其是极低浓度时面临显著挑战。为此，作者提出一种基于增强拓扑相位奇异性的新型等离激元生物传感器平台。研究表明，直径小于3 nm的银纳米颗粒以高度有序、亚纳米间距嵌入...
等离激元生物传感器，尤其是表面等离子共振（SPR）和表面增强拉曼光谱（SERS），因可实现实时、无标记生化检测而受到关注。然而，由于等离激元与不同生物分子相互作用复杂，最大化灵敏度和选择性仍是挑战。本文提出 SERA，一种人工智能驱动框架，将机器学习算法与实验 SERS 数据结合，用于等离激元传感性能的预测建模和优化。模型在来自多种...
本研究提出并数值分析了一种用于无标记、高灵敏折射率检测的等离激元金属-绝缘体-金属（MIM）生物传感器。该器件采用六边形谐振腔与其下边界窄矩形狭缝耦合的混合结构，这一此前未见报道的构型可激发两种不同共振模式，从而相对传统 MIM 结构提高光谱分辨率与传感精度。作者采用时域有限差分（FDTD）方法研究光学响应并优化几何参数。优化后的传...
本研究比较了基于胶体金纳米颗粒（AuNP）悬浮液和金膜覆盖纳米球（AuFoN）固体基底的等离激元传感平台，用于检测肿瘤学关键生物标志物和治疗靶点表皮生长因子受体（EGFR）。该策略利用 Atto647N 标记的 DNA 寡核苷酸与 EGFR 特异性适配体之间的竞争性结合，通过荧光发射调制实现检测。结果表明，胶体 AuNP 可作为竞争...
快速灵敏检测致病菌对医疗、食品安全和环境监测至关重要，但传统方法在速度和灵敏度上难以满足实时应用。本研究提出一种基于金属-绝缘体-金属（MIM）双环谐振器结构的无标记等离激元光学生物传感器，用于高效检测细菌种类。采用粒子群优化（PSO）优化传感器几何参数，并通过三维有限差分时间域（3D-FDTD）仿真评估，以提高灵敏度和品质因数（F...
近期纳米技术进展使等离激元光学传感器成为生物传感的有力工具。这类传感器利用电磁波与金属纳米结构的相互作用，实现生物分析物的快速、无标记检测。本研究提出并优化了一种基于纳米孔阵列和金属-绝缘体-半导体-金属（MISM）纳米环的等离激元光学生物传感器，用于检测多种病毒。该结构在银基底上集成金和银层，纳米孔与纳米环经几何优化以增强对周围介...
自2010年以来，DNA纳米技术迅速发展，使DNA不再仅作为遗传物质，而成为构建生物传感器的新型材料。核酸探针具有与目标基因互补杂交、可形成DNAzyme、DNA连接体和适配体等多种功能结构，并可在5′或3′端引入巯基、氨基或荧光基团；通过连接体或DNA折纸还可构建多功能生物探针。与此同时，纳米材料推动了等离激元生物传感器的发展，提...
基于光学纤维与分子印迹纳米颗粒（nanoMIPs）的等离激元生化传感已被证明是实现超低检测限的有力方法，其中通过模板辅助合成制备的聚合物受体 nanoMIPs 在结合分析物时发生变形，可显著提升灵敏度。本文报道了一种在硅基光扩散光纤（LDFs）中构建的表面等离子共振（SPR）传感器，其传感表面功能化了对人血清转铁蛋白（HTR）具有特...
本文是一篇关于等离激元与混合回音壁模式（WGM）生物传感器的文献综述。等离激元描述电磁场与金属纳米结构之间的相互作用，基于等离激元的传感器已用于癌症检测、生物芯片和生物传感，并有望发展为可植入的即时检测设备。许多现有器件基于表面等离子共振（SPR）和局域表面等离子共振（LSPR），但其数学背景对研究者可能较为复杂。本文旨在简化SPR...
本文综述了基于图案化等离激元纳米结构阵列并与微流控芯片集成的等离激元生物传感器在多种生物医学检测中的最新进展。随着表面等离子共振（SPR）、局域表面等离子共振（LSPR）折射率传感、SPR成像（SPRi）和表面增强拉曼散射（SERS）等技术的持续发展，等离激元生物传感器在微型化、高灵敏、无标记和实时检测方面取得显著进步。微流控集成进...
新型冠状病毒（SARS-CoV-2/COVID-19）因强传染性在全球快速传播，传统诊断方法检测耗时长，不利于大规模筛查和早期识别感染者。本文开发了一种基于表面增强红外吸收（SEIRA）的快速、超灵敏、多功能等离激元生物传感器，用于新冠现场诊断。研究利用遗传算法（GA）智能程序自动设计并快速优化金属纳米结构，以增强传感性能。结果表明...
等离激元纳米结构被用于多种分析技术，以检测化学和生物物种，其中也包括气味结合蛋白（OBP）及其与气味分子相互作用的表征。由于气味分子分子量低，常规表面等离子共振（SPR）难以直接检测，因此需要采用其他等离激元传感模式。本章提供基于两种利用 OBP 与亲和伙伴特异性结合后发生构象变化的实验指南。首先讨论用 SPR 监测生物分子构象变化...
本文建立了一种普适且灵敏的等离激元传感策略，用于生物分子检测。该策略将杂交链式反应（HCR）与三螺旋分子开关（THMS）相耦合。当目标分子被识别后，作为通用触发器的单链DNA（UT）从THMS中释放，进而触发两条发夹DNA（M1和M2）之间的HCR过程。HCR产物通过M1或M2上的尾部序列与DNA–AuNP探针杂交，诱导金纳米颗粒（...
HIV-1/艾滋病、结核、乙型肝炎和疟疾等传染病仍在发展中国家造成沉重疾病负担，亟需快速、简便、低成本的现场诊断与治疗监测手段。传统核酸检测（NAT）和酶联免疫吸附试验（ELISA）难以在即时检测（POC）环境中直接应用。近年来，基于等离激元的生物传感器因可实现多种病原生物标志物的快速、实时、无标记检测，成为管理传染病的重要候选方案...
基于局域表面等离子共振（LSPR）的等离激元生物传感器因可集成、微型化、多参数、实时和无标记检测，成为便携式光学生物传感平台的重要候选。本文开发了一种与微流控芯片集成的低成本等离激元生物传感器阵列，用于无标记检测外泌体。以阳极氧化铝（AAO）薄膜作为蒸发金的低成本掩膜，制备有序金纳米椭球阵列，并将其与微流控芯片集成以实现多参数检测。...
复杂生物流体无需预处理、分离或纯化，对无标记等离激元生物传感器在即时检测中的实际应用提出严格限制。本文报道一种无酶等离激元神经递质多巴胺生物传感器，并集成微流控血浆分离器。该集成器件可直接从血流中在线分离血浆，并将其引导至活性检测区域；在该区域，无机氧化铈纳米颗粒通过强表面氧化还原反应作为局部选择性多巴胺结合位点。作者对纳米颗粒进行...
光学生物传感器，尤其是基于纳米等离激元技术的平台，近年来成为即时诊断（POC）疾病诊断与治疗随访的潜在解决方案。此类平台可提供无标记、即时出结果的检测，并采用小型化、易操作设备，有望克服传统诊断方法的部分局限。本文系统评述纳米等离激元生物传感器在POC诊断中的最新进展，重点讨论已证明可集成于便携平台的系统，并突出以蛋白质、核酸和细胞...
本文报道了一种集成微流控通道的无标记生物分子检测传感器，其核心为大面积（约1 cm²）垂直排列且密集堆积的金纳米棒/纳米天线阵列。该传感器利用局域表面等离子共振（LSPR）接收、局域并放大外部光信号，通过监测纳米天线上方紧焦区域内生物分子结合引起的共振峰位移实现检测。表面经硫醇化探针DNA固定和6-巯基-1-己醇封闭后，可特异性捕获...
大多数以抗体为识别元件的生物传感器在高温、有机溶剂或蛋白酶等恶劣环境中因抗体变性而失效，并需严格储存条件，限制了其在即时诊断和资源有限场景中的应用。本研究利用金属有机框架（MOF）封装来保持偶联至纳米换能器上的抗体生物功能，系统考察了MOF涂层生长时间、表面形貌、厚度及前驱体浓度等参数对干、湿环境中不同蛋白变性条件下保存效果的影响。...
本文提出一种简单高效的策略，用于提高基于局域表面等离子共振（LSPR）峰位移的生物传感器灵敏度，并以生物素-链霉亲和素识别作用作为概念验证。作者将生物素分子固定在低成本等离激元LSPR生物传感器上，该传感器由退火自组装球形金纳米颗粒（AuNSs）构成；随后依次孵育不同浓度的链霉亲和素，实现5 nM的检出限。值得注意的是，当使用同一生...