本研究构建了可识别血清糖蛋白上不同糖基结构的超灵敏阻抗法凝集素生物传感器。凝集素通过含11-巯基十一烷酸（MUA）和甜菜碱终止硫醇（DPS）的新型混合自组装单分子层固定于多晶金电极上，其中MUA用于共价固定凝集素，DPS用于抑制非特异性相互作用。基于刀豆蛋白A（Con A）、黑接骨木凝集素I（SNA）和蓖麻凝集素（RCA）的传感器经...
糖苷水解酶等碳水化合物活性酶的功能表征对生物质转化、植物与人类健康及生物燃料开发具有重要意义，但传统比色法操作繁琐且消耗生物分子。本文报道一种高灵敏碳水化合物生物传感器，用于直接检测和表征糖苷水解酶活性。作者以含叠氮基团的自组装单分子层为界面，通过铜催化叠氮-炔环加成反应将麦芽七糖修饰探针共价固定于金表面，形成寡糖功能化传感界面。利...
针对蛋白酶检测常需耗时技术和昂贵仪器的局限，本文开发了一种新型、简便、灵敏且选择性好的比色检测策略，并以前列腺特异性抗原（PSA）蛋白酶作为模型靶标进行验证。该方法中，具有蛋白水解活性的 PSA 可切割其特异性底物肽，使黑色磁性载体复合物从传感表面释放，从而暴露出肉眼可见的金色传感表面。该检测体系表现出优异的灵敏度和特异性，能够区分...
本研究在直径500 μm的金微电极表面制备琥珀酰亚胺6-(3-[2-吡啶二硫代]丙酰胺)己酸酯（LC-SPDP）自组装单分子层，用于共价固定抗EpCAM抗体。抗体氨基与LC-SPDP的琥珀酰亚胺基团形成酰胺键，未反应基团用1%乙醇胺封闭。通过循环伏安法和荧光成像表征电极修饰过程。将anti-EpCAM/LC-SPDP/Au电极暴露于...
本研究将辣根过氧化物酶（HRP）固定化在由二硫苏糖醇（DTT）自组装单分子层支撑于Au(111)表面的二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC）脂质双分子层上，并将其用作纳米结构电化学生物传感器以检测多巴胺。作者采用原子力显微镜（AFM）表征磷脂双分子层形貌和HRP固定化状态，发现酶吸附在脂质双分子层外表面；虽然未直接测量表面电荷，但结合实验...
本文报道了一种基于指叉电极（IDE）的电化学阻抗谱（EIS）无标记人免疫球蛋白A（IgA）免疫传感器。将抗人IgA抗体（anti-IgA）通过3-巯基丙酸（MPA）自组装单分子层共价固定于金IDE表面，并用原子力显微镜（AFM）确认IgA在表面的吸附。EIS测量表明，IgA与固定化anti-IgA特异性结合后，界面电荷转移电阻（Rc...
病原菌检测仍是生物防御、院内感染和食品安全领域的挑战。本研究旨在开发一种简便的电化学免疫传感器，用于检测致病性金黄色葡萄球菌ATCC25923。该传感器通过3-巯基丙酸（MPA）自组装单分子层（SAMs）固定抗金黄色葡萄球菌抗体而构建。将基底浸入含SAMs的有机溶剂中，使分子自组装层与金表面共价结合。采用循环伏安法（CV）和电化学阻...
在开发基于半导体的新型生物传感器及一般半导体生物功能化方案时，关键在于生物修饰后能够阻断表面剩余反应位点，防止其继续发生化学反应。该步骤既用于保护硅基底免受氧化，也用于在分子水平控制最外层生物分子相互作用。本文设计了一种基于单链生物素修饰硫醇-DNA连接在硅基底上的生物传感器模型系统。硫醇-DNA通过连接在Si(111)表面11-氨...
本文报道利用场效应晶体管（FET）、表面等离子共振（SPR）和石英晶体微天平（QCM）传感器平行分析，高灵敏检测蛋白在十一硫醇自组装单分子层（SAM）金电极上的非特异性吸附。FET传感器实时检测电极/溶液界面吸附蛋白的固有电荷，将界面电荷密度变化转换为电位信号，无需标记。特别地，基于Debye–Hückel模型，电位偏移程度与吸附白...
非特异性吸附是表面等离子共振（SPR）生物传感器定量分析的主要障碍，尤其影响蛋白与固定靶标相互作用的动力学测定。本文研究金表面四乙二醇自组装单分子层（EG4-OH SAM）的形成动力学，通过控制30秒短孵育形成缺陷较多但抗污的界面，再固定含五胸腺嘧啶间隔臂的巯基双链DNA（SH-5T-dsDNA），显著降低DNA变性（由裸金约40%...
尽管已开发多种核酸传感器，但对于分子结合以及最终影响传感器灵敏度和可靠性的若干问题，我们仍缺乏明确答案。DNA探针在纳米尺度上如何分布在表面？当功能化表面高度异质时，探针分子与缺陷相互作用时构象如何受影响？DNA分子如何响应多种检测方法中施加的表面电场？利用原位电化学原子力显微镜和精细调控纳米尺度表面相互作用，我们能够在模型生物传感...
本研究报道了一种基于石英晶体微天平（QCM）的手性生物传感器，用于五对对映体的手性识别。以山羊血清白蛋白（GSA）和兔血清白蛋白（RbSA）作为手性选择剂，通过自组装单分子层技术将其固定于QCM表面，GSA和RbSA的表面浓度分别为8.8×10^-12 mol cm^-2和1.2×10^-11 mol cm^-2。传感器表现出良好的...
本研究开发了一种新型安培葡萄糖生物传感器，采用仿生肽纳米管（PNT）作为酶的包埋模板。辣根过氧化物酶（HRP）被包埋于PNT中，葡萄糖氧化酶（GOx）与PNT共同固定于金纳米粒子（AuNP）修饰电极上。电极表面形成由3-巯基丙酸（MPA）和1-十四烷硫醇（TDT）组成的二元自组装单分子层（SAM），用于固定PNT和GOx。所得电极可...
生物标志物的识别与定量是疾病诊断和监测的关键。血清自身抗体因生物学和医学意义日益成为重要检测对象。本文报道了一种高灵敏度、无标记的p53抗体检测方法。p53抗体是卵巢癌的预后指标，也是其他癌症早期阶段的生物标志物。该方法利用金微电极上的电化学阻抗测量，在未稀释血清样品中实现皮摩尔级抗体浓度测定。通过优化负责识别p53抗体的表位，该生...
锁核酸（LNA）是一种构象受限的核酸类似物，因具有高效、序列特异性的 DNA/RNA 识别能力，且与固体表面相互作用弱于 DNA，有望成为核酸生物传感器中 DNA 的更优替代物。本文首次报道了一种基于简单浸渍法在金(111)表面构建有序、具有生物活性的 LNA 自组装单分子层的直接方法。该 LNA 层可产生比相应 DNA 层强 4–...
本文报道了三种新型烷基三氯硅烷表面修饰剂，其末端分别带有五氟苯基酯（PFP）、苯基硫代磺酸酯（BTS）或新型β-丙内酯（BPL）可功能化基团。作者通过铂催化烯烃氢硅化反应在最后一步引入三氯硅基，无需进一步纯化即可得到高纯度产物，并经核磁共振表征确认。所得修饰剂可直接用于石英和医用级不锈钢的表面修饰。随后，利用胺类和硫醇类模型分子进行...
碳水化合物识别广泛存在于自然界，在生物实体间初始附着中起重要作用。本文综述碳水化合物-蛋白相互作用能否作为抗体或核酸识别的替代方案用于检测与鉴定。当前碳水化合物用于生物检测体系的例子有限，主要挑战包括碳水化合物-蛋白相互作用亲和力弱、缺乏结构明确的通用碳水化合物支架，以及高信息量、实时、无标记检测技术尚不成熟。文章重点讨论自然界碳水...
本文报道了一种信号增强型、无标记且无试剂的电化学 DNA 生物传感器，其基于硫醇化羟基萘醌与硫醇化寡核苷酸构成的混合自组装单分子层。杂交引起的电化学变化不仅可用寡核苷酸靶标（作为模型）验证，也可用于检测与不同谱系结核分枝杆菌菌株相关的聚合酶链反应（PCR）产物。对于纯寡核苷酸，该体系具有较高灵敏度（约 300 pM DNA 靶标，即...
生物识别元件在传感器芯片表面的固定是构建生物传感器的关键步骤。多数生物传感器表面采用金属换能层，蛋白质等识别元件可直接吸附于金属或二氧化硅表面，但随机取向和界面相互作用可能导致分子变性、活性降低或丧失。自组装单分子层（SAMs）可有效隔离生物识别元件与传感器表面，实现配体的稳定固定，支持重复结合与再生，并降低非特异性吸附。本研究在表...
本文报道了自折叠深穴腔分子首次应用于金表面。作者合成了带硫醚脚的八酰胺深穴腔分子，并通过循环伏安和表面等离子共振（SPR）方法研究其在清洁金表面的自组装行为。由于穴腔分子在质子性溶剂中存在折叠与展开构象平衡，单纯吸附难以形成完整单分子层；加入胆碱作为模板客体，或与11-巯基十一烷酸（MUA）、十八烷硫醇（ODT）等空间填充硫醇共吸附...