传感器表面在光学生物传感器技术中起关键作用。金表面硫醇自组装单分子层虽常用，但硫醇-金键易降解，影响性能与耐久性。N-杂环卡宾（NHC）可在金表面形成亲和力更高、稳定性更好的自组装单分子层。本文报道了三种基于NHC自组装单分子层和羧甲基化葡聚糖（CM）层的可调亲和捕获生物传感器表面：NHC-链霉亲和素（NHC-SA）、NHC-亚氨基...
本研究将甲烷杆菌素（Methanobactin, Mb/Mbtin）成功固定在纳米金颗粒上，并利用 β-巯基乙胺（β-mercaptoethylamine）实现连接与界面修饰。通过紫外-可见光谱（UV-vis）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和电化学分析对 Mb 功能化金纳米颗粒的结构进行了表征。研究在无电子媒介体存在下考察了 Mb...
基于表面的生物传感器设计开发具有挑战性，电化学生物传感器尤为如此。通常采用自组装方法在电极表面固定捕获探针，并用电化学方法检测；为改善探针-靶标相互作用，常构建复杂表面结构。然而这些多组分表面结构在示意图中常被理想化，许多研究仅以传感器分析性能作为表面修饰质量的指标。本文主张开展更系统的表面分子环境表征，以理解如何制备更稳健、可靠且...
氧化还原标记肽因高稳定性、优良氧化还原性质和生物分子相互作用多样性，已成为传感与生物传感领域的多功能材料。它们可在多种亲和与酶学检测中直接观察分子相互作用，并作为电子介体。短螺旋肽能自组装成特定构型，并可层级化构建高度有序、稳定的1D、2D和3D结构。本文简要概述用于研究肽膜电子转移的电化学技术，重点讨论固定肽基序生物传感器的开发及...
布雷特酵母属（Brettanomyces）是葡萄酒和苹果酒中常见的腐败酵母，可代谢产生挥发性酚类物质，导致马厩味、霉味等异味并造成果香损失。现有商业检测方法常存在假阳性率高、培养周期长和真菌污染等问题。本研究制备了一种基于互指微电极（IDE）的抗体生物传感器，利用免疫识别反应和阻抗谱分析实现对 Brettanomyces 的原位检测...
检测病原菌并监测其抗生素敏感性对医学、制药及水食品行业至关重要。为开发基于砷化镓（GaAs）器件光致发光（PL）的细菌检测光子生物传感器，本研究考察了大肠杆菌K12在裸GaAs(001)及其生物功能化表面的捕获与生长，并与常用金（Au）表面进行比较。将裸片或功能化片置于接种细菌的营养琼脂培养皿中时，GaAs和Au玻璃片均不抑制细菌生...
生物偶联金表面是生物传感应用的重要平台。本文以抗人免疫球蛋白 G（anti-IgG）和抗人免疫球蛋白 M（anti-IgM）抗体通过自组装单分子层（SAM）固定于金电极为模型体系，研究其用于后续免疫分析开发的可行性。采用 X 射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）、专用薄膜晶体管（TFT）平台和电化学表面等离子共振（EC-...
本文报道了一种基于弯曲板波（FPW）的高灵敏微系统，用于人尿液中四氢大麻酚（THC）的快速检测。首先，将圆形叉指换能器（IDT）与圆形硅沟槽反射光栅结构（RGS）集成，以降低器件插入损耗；所得 FPW 器件插入损耗为 −38.758 dB，中心频率为 25.06 MHz。随后，利用微机电系统（MEMS）和半胱胺-戊二醛自组装单分子层...
表面化学是多种生物传感应用的关键使能因素。基于表面等离子共振（SPR）的生物传感器通常采用硫醇化学作为金基底与功能生物传感表面之间的连接层，但已有研究表明，此类传感表面在氧气存在下易发生氧化/降解，以往提高稳定性的努力进展有限。作为替代方案，近期在金表面沉积N-杂环卡宾（NHC）自组装单分子层（SAM）的研究显示出显著潜力。本文报道...
微型化电学生物传感器件可实现 miRNA 等生物标志物的快速芯片检测，对早期癌症诊断具有重要意义，而参比电极的微型化是实现该类器件的关键挑战。本文报道了一种新型薄膜 Ag/AgCl 参比电极，其在溅射 Au 的玻璃基底上制备，并在表面修饰 6-巯基-1-己醇（MCH）自组装单分子层。该电极与商用 Ag/AgCl 参比电极相比电位偏差...
近期在欧洲鱼类和贝类中检出河豚毒素（TTXs），凸显了开发快速、特异、易用的检测方法以评估健康风险的迫切需求。作者将此前在马来酰亚胺板上进行的双硫醇自组装单分子层（SAM）免疫分析（mELISA）转移到金电极阵列，开发TTX电化学免疫传感器。该电化学SAM免疫传感器为TTX测定提供了定向、稳定且间隔的传感平台，检出限为2.6 ng ...
纳米间隙电极因高长径比和易于通过电流-电压测量获取电学特性，被视为分子电子与生物分子检测的有前景平台。然而，纳米尺度器件在低电压下即可产生强电场，使标准 I-V 测量和电极表面修饰成为关键问题。本文研究了不同表面修饰方法对纳米间隙电极在 DNA 目标电检测测试电压下的影响。纳米间隙电极由两个相对金电极组成，间隙约 50 nm，并用两...
磁弹性生物传感器对生物物种具有质量敏感性，并可在病原菌检测中提供可靠性和重现性。本研究以 Metglas 2826MB3 非晶合金带为基底，经机械抛光后用直流磁控溅射沉积 Cr 和 Au 层，并切割为 5 mm×1 mm 传感条。研究比较了胱胺（CYS）、半胱胺（CYSTE）和巯基丙酸（MPA）三种硫醇在金表面形成自组装单分子层后对...
背景：目前糖尿病患者的血糖管理仅监测葡萄糖，但葡萄糖代谢还涉及胰岛素等生物标志物，因此不足。提出在葡萄糖之外监测额外生物标志物以改善血糖控制。本研究报道了一种快速、无标记、高灵敏度和准确度的胰岛素生物传感器。该原型也是未来多标志物传感平台技术的前期研究，可进一步改善血糖控制。方法：采用电化学阻抗谱（EIS）在金盘电极上固定胰岛素抗体...
本文报道了一种基于光纤端面金纳米盘阵列局部表面等离子共振（LSPR）的微型化光纤纳米探针生物传感器。该探针采用电子束光刻和金属 lift-off 工艺在单模光纤端面直接制备可重复使用的金纳米盘阵列，形成介电-金属混合 LSPR 界面。通过混合自组装单分子层（SAM）将小鼠抗人前列腺特异性抗原（PSA）单克隆抗体固定于探针表面，用于无...
本研究旨在优化小分子糖抗原Tn抗原（N-乙酰半乳糖胺，GalNAc）在生物传感器界面上的展示方式，以提高其与抗Tn抗体GOD-2C4的结合。作者比较了三种界面策略：将Tn抗原固定于两种混合自组装单分子层（SAM）上的二维（2D）构型，以及将Tn抗原固定于人血清白蛋白（HSA）层上的三维（3D）构型。结果表明，基于HSA的3D阻抗法糖...
奶牛乳腺炎是乳腺组织的炎症反应，可导致乳中纤溶酶水平升高，进而水解酪蛋白等乳蛋白，降低乳及乳制品质量。作者以纤溶酶蛋白水解活性作为乳腺炎生物标志物，开发了一种简单比色检测方法，用于区分乳糜牛乳与健康牛乳。将纤溶酶特异性肽底物偶联到磁性纳米颗粒上，并利用肽末端半胱氨酸在金传感器表面形成黑色自组装单分子层。当样品中纤溶酶水平升高时，肽底...
感染每年影响数百万人，但确定病因的方法往往需要24小时以上才能生效，这种延迟可能导致严重后果，重症甚至死亡；病原体识别也是生物恐怖主义威胁下的公共安全关切。基于免疫系统的检测系统具有广谱特异性，同时与人类健康直接相关。本工作中，人Toll样受体4（TLR-4）——负责识别革兰氏阴性菌脂多糖（LPS）的蛋白——通过修饰自组装单分子层（...
本文提出一种基于改进 CD/DVD 工业流程的非洁净室定制制造方法，用于批量生产带薄膜电极的生物传感器。作者证明银和金薄膜电极可用于阻抗法和伏安法生物传感，并可在有无氧化还原介质的条件下工作。通过等效电路对非氧化还原和氧化还原体系电极阻抗进行建模，采用单因素法评估传递函数灵敏度，并提出一种基于归一化残差平方和的新预测方法，用于识别对...
单核细胞增生李斯特菌是全球范围内导致食源性疾病的重要病原菌，每年需投入大量资金用于食品中细菌污染的检测，因此迫切需要快速、现场、低成本的检测方法。本研究开发了一种基于磁性纳米颗粒的快速、低成本、简便比色检测方法，用于检测李斯特菌。利用李斯特菌产生的蛋白酶，以D-氨基酸肽底物作为识别探针。D-氨基酸底物通过EDC/NHS化学偶联到磁性...