脑转移瘤传统上被认为是边界清楚的病灶，但越来越多证据显示其常向周围脑实质发生显微浸润，具有重要预后意义。本研究旨在评估一种无标记纳米等离子体生物传感器在脑转移瘤手术中区分肿瘤组织与瘤周脑组织的可行性及诊断性能。研究为前瞻性多中心设计，纳入接受脑转移瘤手术切除的患者，按标准化方案术中采集配对肿瘤组织及相邻瘤周组织，并在离体条件下使用等...
近年来，纳米技术推动生物传感发生范式转变，纳米等离子体生物传感器将纳米材料与表面等离子共振（SPR）及局域表面等离子共振（LSPR）相结合，用于医学诊断、食品安全和药物发现中的关键检测需求。基于金、银等金属的纳米结构具有增强的光学与电子性质，可在极低浓度下检测生物分子。尽管其变革潜力显著，但稳定性、重现性、成本效益和规模化仍是限制其...
现有成像技术难以在空间和时间上同时分辨细胞内与细胞外动态。本研究提出一种多模态成像系统，将纳米等离子体传感与多通道荧光成像相结合，在单细胞水平同步分析胞内与胞外过程。系统采用高灵敏度金纳米孔阵列生物传感器，通过无标记、实时方式监测细胞外分泌；同时利用与纳米等离子体兼容的多通道荧光显微镜，可视化相互关联的胞内活动。结合深度学习辅助图像...
近年来，纳米等离子体生物传感器因结构简单、检测限可低至单分子水平、对小分子灵敏度高、成本低且易于微型化，在疾病早期诊断中受到广泛关注。这些特性使其成为将采样、分析与测量集成于微型芯片的紧凑便携式器件的理想平台。本综述总结了便携式纳米等离子体生物传感器的应用、理论建模与研究进展。为实现便携化，光源、等离子体芯片和光电探测器三大基本组件...
肿瘤类器官模型因能更好重现肿瘤特征而成为个性化癌症研究的重要工具，但其功能行为尤其是蛋白分泌的评估仍缺乏实时、无标记的高通量手段。本文报道一种集成光流控纳米等离子体生物传感器的无标记光谱成像平台，可实现单个肿瘤类器官的实时分泌分析。新型双层PDMS微孔设计将肿瘤类器官隔离，防止逃逸细胞和碎片干扰信号，微阵列构型允许同时分析多个肿瘤类...
外泌体作为癌症早筛、诊断和监测的重要生物标志物，广泛存在于血液、尿液、唾液等体液中，其表面蛋白和核酸可反映宿主细胞病理状态，因此需要高灵敏、高特异的检测工具。表面等离子共振（SPR）生物传感器具有灵敏度高、检测速度快、实时无标记等优势，其渗透深度小于300 nm，与外泌体尺寸相当，适合外泌体研究。局域表面等离子共振（LSPR）生物传...
免疫检查点抑制剂（ICIs）通过激活患者免疫系统清除肿瘤细胞，已成为癌症免疫治疗的重要策略，但肿瘤异质性、耐药机制及复杂体外检测限制了其广泛应用。为此，作者提出一种仿生无标记纳米等离子体生物传感器，用于快速、可靠地筛选和评估检查点抑制剂。该传感器基于低密度金纳米盘阵列，可直接在其表面形成功能化支撑脂质双分子层（SLB），作为人工细胞...
治疗性单克隆抗体（mAbs）生产需要严格的分析与生物分析表征，以保证产品质量。抗体聚集常见且危害大，可能改变药效动力学和药代动力学并增加免疫原性，但现有分析技术难以快速检测聚集体。本文报道一种实时、无标记的光纤纳米等离子体生物传感器系统，利用蛋白A（Protein A）介导的亲和效应（avidity）特异性检测并定量免疫球蛋白G（I...
监测人群对严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）的抗体水平，对流行病学监测和免疫研究具有重要意义。本文报道了一种固态纳米等离子体生物传感平台，可定量检测SARS-CoV-2中和抗体IgG，检出限低至30.0 aM，动态范围跨越七个数量级。基于不同生物基序的IgG结合常数测定，作者将高特异性SARS-CoV-2线性表位以...
由于病毒不断突变，新变异株不断出现，亟需能够用单一传感平台检测多种变异株的传感器。本文报道将针对 SARS-CoV-2 的合成结合剂与基于纳米等离子体的传感技术相结合，实现了对 Alpha、Beta 和 Gamma 三种 SARS-CoV-2 变异株刺突蛋白的成功检测。识别事件由针对 SARS-CoV-2 刺突蛋白受体结合域（RBD...
本文提出一种固态光响应分子开关修饰无机纳米结构的生物传感设计。将螺吡喃（SP）通过烷基硫醇自组装单分子层共价连接至金三角纳米棱柱（Au TNPs）表面，利用紫外光诱导SP可逆开环为两性离子型亚甲氰（MC），引起局域表面等离子体共振（LSPR）峰约24 nm红移。水接触角和拉曼光谱证实TNP-MC结构稳定。基于该结构，作者构建了首个可...
为应对由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的新冠疫情，亟需在各感染阶段均具有高准确性、快速结果和高特异性的诊断方法。本文报道了一种基于无标记纳米等离子体生物传感器的多联筛查方法，可在单一生物传感器平台上定量检测10种新冠相关生物标志物，包括6个病毒核酸基因、2个刺突蛋白亚基以及IgG和IgM两种抗体，检出限达到...
伪足是细胞表面细长的指状突起，因其纳米尺度特征且信号常与细胞膜混合，难以用电学、力学或光学传感器检测。本文提出一种带微柱的三维纳米等离子体生物传感器，通过合适的化学涂层和物理尺寸，使微柱将细胞膜与纳米等离子体传感面隔开，从而分离伪足与细胞膜信号。该传感器采用具有尖锐Fano共振的三维不对称纳米柱检测伪足，其折射率灵敏度和品质因数分别...
近年来，基于等离子体纳米结构的光学亲和生物传感器受到广泛关注。其传感表面通常由分散在低敏感介质基底上的高敏感电磁热点组成。当敏感区选择性功能化、其余区域钝化时，分析物捕获速率和传感性能强烈依赖纳米等离子体架构。作者此前提出预测此类复杂架构分析物输运的解析模型，但主要基于数值模拟且仅部分验证。本研究测量多种微/纳等离子体结构（微线、纳...
本文报道了一种基于单颗粒比色法的纳米等离子体群体生物传感平台。该平台利用数千个单个金纳米颗粒作为独立定量传感器，通过暗场显微镜采集图像，并进行计算图像配准与分析，汇总各颗粒的色相变化，从而提高定量准确性。在缓冲液中，平台检出限为10 pM，动态范围至少4个数量级；并成功在人血清中检测C反应蛋白（CRP），可在10倍浓度差异内区分三个...
纳米等离子体器件已成为生物分子检测的重要范式，其核心在于增强光与物质相互作用，可应用于生物与医药研究、医学诊断和全球健康。本文报道一种明场成像等离子体生物传感器，可在大面积金纳米孔阵列（Au-NHA）上可视化单个亚波长金纳米颗粒（Au-NP）。该传感器通过窄带透射成像生成图像热图，将单个纳米颗粒显示为高对比度尖峰，从而实现单个纳米颗...
细胞外蛋白浓度与梯度可触发细胞运动、生长、增殖和死亡等响应，理解细胞间通讯需要对这些分泌因子进行时空定量。现有实时检测细胞分泌物的技术日益增多，但能够从亲和型生物传感器数据中定量浓度的通用数据分析方法仍缺乏。本文提出一种概率方法，将局部线性模型与质量作用定律结合，从亲和型生物传感器数据中获取随时间变化的分泌浓度。作者首先用包含静态和...
本文提出一种低成本纳米等离子体（生物）传感器，基于在镀金偶氮玻璃基底上由正交叠置的表面浮雕光栅（SRG）形成的交叉表面浮雕光栅（CSRG）。该表面等离子共振（SPR）传感方法具有独特性：除 SPR 偏振转换发生的窄波段外，通过 CSRG 的透射光几乎为零，因此可实时定量监测仅来自生物分子相互作用的等离子体信号。作者通过观察各自 SP...
细胞分泌动力学在生理和疾病过程中起核心作用。由于分泌具有多种时间特征，需要精确的实时连续监测方案。现有荧光和比色方法因步骤繁琐、需要分子标记以及终点式“快照”读出而受限。本文开发了一种纳米等离子体生物传感器，用于无标记实时监测活细胞细胞因子分泌。该传感器由支持异常光学传输（EOT）的金纳米孔阵列构成，可实现生物分子的高灵敏、高通量分...
本文报道了一种基于商用蓝光光盘的无标记纳米结构等离子体生物传感器，并集成简易微流控系统，用于高灵敏生物检测。作者利用蓝光光盘上周期性纳米狭缝阵列作为低成本、可重复的等离子体基底，通过电子束沉积制备50 nm和100 nm金膜，并在TM偏振白光反射测量中改变入射角进行光学表征。与以往垂直入射方案不同，增大入射角可增强灵敏度并窄化共振线...