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...
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...
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...
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...
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...
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...
结直肠癌在早期发现时可治愈，但现有筛查手段多具创性或特异性不足。肿瘤出现时免疫系统产生的循环自身抗体已成为癌症临床前诊断的重要生物标志物。本文报道一种基于金纳米盘局域表面等离子共振（LSPR）的无标记纳米等离子体生物传感器，用于直接检测人血清或血浆中结直肠癌相关肿瘤相关抗原（TAA）自身抗体，包括抗GTF2b和抗EDIL3抗体。传感...
表观遗传改变，尤其是抑癌基因中的改变，是癌症诊断和治疗的新兴生物标志物。然而，表观遗传研究不仅应估算5-甲基胞嘧啶含量，还应检测表观遗传蛋白的存在，以揭示下游分子过程的完整表观遗传改变。天然表观遗传研究的关键挑战是在单一检测中揭示低浓度下的关键表观遗传因素，这对早期癌症监测具有重要价值。基于纳米等离子体生物传感器，本文报道了一种用于...
本文报道了一种用于阿莫西林（AX）过敏诊断的无标记生物传感策略，将新型树枝状大分子偶联物与纳米等离子体传感技术相结合。金纳米盘表面通过一步法固定巯基末端聚酰胺基树枝状片段（d-BAPAD），其外围修饰阿莫西林酰基（AXO）基团，形成 d-BAPAD–AXO 识别层，用于捕获患者血清中针对阿莫西林产生的特异性 IgE 抗体。该策略具有...
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...