Microfluidic preparation of optical sensors for biomedical applications.
光学生物传感器是将生物信息转换为可检测光学信号的平台，因高灵敏度、高特异性、动态传感等特性在多个领域具有广泛应用。光学传感材料的开发是光学传感器的重要组成部分。本综述重点阐述微流控技术在光学传感材料制备中的作用，以及所得光学传感器在生物医学领域的应用。文章首先介绍常见的光学传感机制及相关功能响应材料，包括表面等离子共振（SPR）、表...
Investigation of colorimetric biosensor array based on programable surface chemistry of M13 bacteriophage towards artificial nose for volatile organic compound detection: From basic properties of the biosensor to practical application.
爆炸物、毒品、环境激素和腐败食品等威胁常伴随挥发性有机化合物（VOCs）出现，因此高灵敏、高选择性电子鼻需求迫切。基于M13噬菌体的光电鼻是满足该需求的候选平台，但噬菌体电子鼻仍处起步阶段。本研究结合理论与实验，分析基因工程噬菌体表面化学与其光电鼻性能之间的关联。作者定量分析工程化噬菌体色膜对若干VOCs的反应性，并与密度泛函理论（...
A two-dimensional photonic crystal hydrogel biosensor for colorimetric detection of penicillin G and penicillinase inhibitors.
本研究开发了一种青霉素酶功能化二维光子晶体水凝胶（2DPPCH）比色生物传感器，用于检测青霉素G和青霉素酶抑制剂。青霉素酶可特异性识别青霉素G并催化其水解生成青霉酸，使水凝胶微环境pH降低，引起pH敏感水凝胶收缩。水凝胶收缩导致二维光子晶体阵列粒子间距减小，进而使衍射波长发生蓝移。当加入克拉维酸钾（一种青霉素酶抑制剂）时，水解反应受...
Porous Polyvinylidene Fluoride Thin-Film Sensors from Colloidal Crystal Templates.
随着材料科学发展，生物传感器趋向薄型化、柔性化和多功能化，并广泛应用于生物技术、临床诊断和生物芯片等领域。然而，现有多数生物传感器功能单一且缺乏可设计的微结构，存在固有局限。本文基于胶体晶体模板和可设计电路系统，设计了一种由单一刺激产生双响应的新型薄膜传感器。得益于设计的铂涂层，该薄膜可作为柔性应变传感器，在薄膜轻微形变时呈现相应的...
A smartphone biosensor based on analysing structural colour of porous silicon.
本文报道了一种与智能手机兼容的低成本多孔硅生物传感器，其核心是将多孔硅微腔（PSiM）的结构色与光谱强度相关联。当目标分子被捕获并进入PSiM孔道时，多孔硅有效折射率发生变化，引起反射光谱位移和可见结构色变化；该变化可通过智能手机相机图像分析进行量化。系统仅需带通滤波器和3D打印盒等最少外部附件，利用手机LED闪光灯作为光源、手机相...
Cardiomyocytes-Actuated Morpho Butterfly Wings.
闪蝶翅膀具有周期性纳米脊结构，可产生结构色和光子带隙。本文报道了一种由心肌细胞驱动的可视化生物传感器：将工程化心肌细胞组装在 Morpho Menelaus 蝴蝶翅膀上，翅膀表面的平行纳米脊可引导心肌细胞定向排列，并帮助其恢复自主搏动和良好收缩性能。心肌细胞收缩与舒张时，弹性翅膀发生同步周期性变形，使结构色和光子带隙发生同步偏移，从...
Antibody recognition by a novel microgel photonic crystal.
本研究开发了一种基于新型微凝胶光子晶体（MPC）的简便生物传感器，用于抗体（Ab）蛋白的敏感检测。该MPC由单分散的抗体敏感聚（甲基丙烯酸甲酯-丙烯酰胺-戊二醛-半抗原）P(MMA-AM-GA-HP)微凝胶通过旋涂自组装法制备。形貌表征表明，P(MMA-AM-GA-HP)微凝胶呈圆形并具有较大比表面积，所形成的MPC具有高度有序的三...
Acetylcholinesterase-functionalized two-dimensional photonic crystals for the detection of organophosphates.
由于有机磷化合物在军事和农业中的广泛使用，亟需开发用于监测有机磷神经毒剂和农药的传感器。本文报道了一种用于检测敌百虫（Dipterex）的灵敏二维光子晶体（2D-PC）生物传感器，可作为便携式检测设备的一部分。该传感器以600 nm聚苯乙烯（PS）胶体颗粒在水-空气界面自组装形成的2D-PC阵列为核心，并将其嵌入聚丙烯酰胺-丙烯酸（...
Molecularly imprinted hollow sphere array for the sensing of proteins.
本文以二氧化硅纳米球为牺牲模板，制备了用于血红蛋白（Hb）的单分散分子印迹空心球（MIHSs）。所得空心球粒径均匀，直径约360 nm，并经透射电镜表征。水溶液吸附实验证实MIHSs对目标蛋白具有优异亲和力：吸附平衡在10 min内达到，pH 7.0时Hb最大结合容量Qmax为8.84 μmol g–1。进一步将MIHSs自组装为紧...
Signal amplified two-dimensional photonic crystal biosensor immobilized with glyco-nanoparticles.
本研究开发了一种基于二维光子晶体（PhC）结构色的糖聚合物固定化生物传感器，用于蛋白质检测。作者利用含琥珀酰亚胺的共聚物 poly(NAS-r-PEGMA-r-TMSMA) 和刀豆蛋白 A（ConA）作为中间层，将不同构象的甘露糖均聚物（ManHP）和甘露糖纳米凝胶颗粒（ManNP）固定化在纳米压印环烯烃聚合物 PhC 薄膜上。通过...