复杂疾病源于相互作用生物分子网络，但多数分析技术只能同时测量有限相互作用。本文提出一种啁啾导模共振（cGMR）光子生物传感器阵列，用于数百个传感位点的多路、无标记生物分子动力学分析。该平台在单芯片上集成322个光子传感器，采用CMOS工艺制造，具有较高重现性（波长灵敏度36.8像素/纳米，标准差1.37像素/纳米）。分子结合引起的光...
为研究人类肌营养不良蛋白（dystrophin）如何与仿生磷脂双分子层（bicelles）结合，作者应用 switchSENSE® 荧光生物传感技术，在微流控环境中利用动态 DNA 纳米杠杆进行实时检测。该方法材料消耗少，可实现弱而瞬时相互作用的实时动力学分析，弥补经典生物物理方法难以捕捉低亲和力蛋白-脂质结合的不足。研究聚焦两个功...
糖胺聚糖（GAGs）是一类高度带负电的线性多糖，广泛分布于细胞表面和细胞外基质中，通过与生长因子、趋化因子、凝血因子和病原黏附素等蛋白相互作用，调控细胞信号、炎症、凝血、组织修复和病原入侵等生理病理过程。表面等离子共振（SPR）是一种无标记、实时生物物理传感技术，可监测金属-介质界面附近折射率变化，用于定量分析生物分子相互作用的结合...
微流控生物传感器为冠状病毒的实时分析提供了小样本量解决方案。本研究采用田口正交表 L9(34) 优化用于快速检测 SARS-CoV-2 的生物芯片，设置雷诺数（Re）、Damköhler 数（Da）、Schmidt 数（Sc）和反应表面无量纲位置（X）四个关键参数，共九组实验。通过信噪比（S/N）和方差分析（ANOVA）确定最优参数...
连续监测蛋白浓度对于理解生物系统的时间依赖行为和调控生物过程具有重要意义。本文提出一种基于 tethered particle motion（t-BPM）的连续蛋白传感方法，利用快解离抗体片段（Fab）实现蛋白浓度的可逆监测。作者开发并表征了竞争型 t-BPM 传感器，并采用针对牛乳铁蛋白（lactoferrin, LF）定制的重组...
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...
由 SARS-CoV-2 引发的新冠疫情使伊维菌素（IVM）能否用于预防和治疗该病毒成为国际争议焦点。IVM 是 FDA 批准的抗寄生虫药，并显示一定抗病毒活性。本研究旨在利用氨基丙基硅烷（APS）疏水生物传感器模拟 SARS-CoV-2 受体结合域（RBD）与人体血管紧张素转换酶 2（ACE2）受体之间的疏水相互作用，考察 RBD...
小分子或蛋白质与 RNA/DNA 的相互作用常伴随核酸折叠和结构变化，对其生物物理表征有助于理解分子机制。本文提出 kinFRET（动力学 Förster 共振能量转移），一种实时整体 FRET 方法，用于测量结合与折叠动力学。kinFRET 基于 switchSENSE 生物传感技术，利用荧光标记的表面固定 DNA 连接链，在芯片...
基于磁阻的生物传感器利用外加磁场变化引起的电阻变化来检测与磁性标记相关的生物分子或生物事件。然而，电阻会随温度波动，因此必须将温度依赖的干扰信号与目标信号分离。已有多种校正方法，但仍缺乏能够即时校正传感器阵列中所有单个传感器信号的方法，因为中心实验室或即时检测场景常需同时检测多种生物标志物。本文报道了一种集成温度调制器的巨磁阻（GM...
无标记相互作用分析在诊断和治疗中日益重要。人血清白蛋白（HSA）是血液关键转运蛋白，具有多个配体结合位点；化合物与 HSA 的结合亲和力对药学和新药开发至关重要。Anthriscus sylvestris 根中的芳基四氢萘木脂素是潜在抗肿瘤候选物，但其与生物分子的相互作用尚未阐明。本文采用无标记光栅耦合干涉仪（GCI）生物传感方法，...
GeomBD3 是一款用于生物与工程体系的稳健布朗动力学模拟软件包，可设计、运行并分析不同环境和排列中的天然或人工体系。模拟采用全原子刚性分子模型，配体按过阻尼朗之万动力学扩散，并通过静电、Lennard-Jones 和配体去溶剂化势相互作用。程序可自动计算任意用户定义结合判据下的分子缔合速率、表面停留时间和结合统计，并借助辅助脚本...
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...
本研究针对非均相微流控免疫分析中SARS-CoV-2 S蛋白（目标分析物）与固定抗体（配体）的结合反应动力学，开展了三维有限元模拟。作者设计了两种具有不同反应表面形状和电极几何结构的微流控生物传感器：一种反应面为圆盘，另一种为环形，二者均位于微通道底壁并距入口100 μm。模拟中在电极上施加交流电压，利用交流电热（ACET）力扰动流...
生物层干涉仪（BLI）是一种广泛用于实时测定大分子相互作用动力学的技术。该技术通过检测生物传感器尖端反射白光干涉图案的变化，可测定蛋白-蛋白（如抗体-底物动力学）或蛋白-小分子（如药物发现）相互作用的结合参数。然而，BLI 在 DNA-蛋白相互作用研究中的应用较少受到重视。DNA 结合蛋白在细胞生物学中发挥重要作用，调控转录、DNA...
本文数据文章报道了利用表面声波（SAW）生物传感器研究二甲基亚砜（DMSO）共溶剂浓度对肿瘤坏死因子α（TNF-α）与其小分子抑制剂SPD304相互作用动力学影响的数据。SAW传感器由36°旋转锂钽（LiTaO3）压电基底上的双延迟线构成，叉指换能器（IDT）由20/80 nm Cr/Au蒸镀制成，周期40 μm，工作频率约103 ...
新冠疫情的快速传播促使科学界寻找能够理解其致病性、传播性和感染性的技术，以支持疫苗与治疗开发，并推动生物传感器快速、可靠、精确地检测病原病毒。本文提出一种数值模拟方法，用于分析可显著改善生物传感器性能（尤其是灵敏度与检测限）的设计参数。施加交流电热（ACET）力可在微流控通道内产生涡旋流动，增强目标分子向反应表面的输运，从而缩短生物...
本研究旨在数值分析温度跃变边界条件对非均相微流控免疫传感器在电热力作用下传热过程的影响。作者采用有限元法建立三维模型，研究C反应蛋白（CRP）与固定抗体的结合反应动力学，并通过耦合Laplace方程、Navier-Stokes方程、能量方程和质量扩散方程计算反应速率。研究比较了两种反应表面构型：一种为被两个电极包围的圆盘，另一种为圆...
磁粒子生物偶联物（MPB）在生物传感器中的应用日益增加，亟需全面表征其与目标分子的相互作用。传统无标记光学传感器因 MPB 尺寸较大且结构多组分、不透明，适用性有限。本文提出一种简便易用的方法，仅需三次20分钟快速测量，即可确定筛选最优 MPB 所需的关键参数：动力学与平衡特性，以及 MPB 表面能够主动靶向的生物分子比例。该方法还...
体外动力学测量可用于表征结合相互作用的机制，在药物发现中从早期靶点确认到临床前优化均具有重要价值。早期化合物常呈现瞬态动力学，难以在常规药物发现中测量；例如不可逆抑制剂传统上依赖烷基化速率常数，但该指标无法解析驱动可逆结合与亲和力复合物失活的基本速率常数，接近扩散极限的极快结合过程也难以测量。为此，本文提出一种实用的动力学再结合检测...
本文研究金纳米颗粒（AuNPs）表面适配体覆盖度对适配体与蛋白干扰素-γ（IFN-γ）结合平衡和动力学的影响。作者制备了不同适配体覆盖度的 AuNP-aptamer 共轭物，覆盖度从每颗粒 9.6 个到 258 个适配体，并通过 TEM、UV-Vis、荧光光谱、动态光散射（DLS）和 zeta 电位表征其粒径、分散性、表面电荷及荧光...