本研究以原子力显微镜（AFM）作为纳米移植工具，将微米尺度DNA传感平台移植到惰性烷硫醇自组装单分子层（SAM）中。通过调节移植线表面密度（S/A比）和扫描速率，可调控DNA平台的分子密度。移植后采用低扰动定量成像（QI）模式进行AFM测量。QI图像分析显示，移植区域内共存不同高度、因而不同分子密度的结构域，这一现象在接触模式AFM...
砷化镓（GaAs）的光电性质在生物传感应用中具有巨大潜力，但目前仍缺乏能够实现该材料表面与多种生物分子空间选择性功能化的方法学。本文利用光反应性交联剂——二氮杂环丁烷衍生物，在 GaAs 表面实现多种生物受体的空间选择性共价固定。作为原理验证，作者固定了两种蛋白：链霉亲和素（neutravidin）和 endosulfine alp...
电化学生物传感器具有制备简便、易微型化和可调谐等优点。在电化学核酸生物传感器中，常将单链DNA探针插入金表面自组装单分子层（SAM）以检测互补靶序列。由于实验分辨率不足，探针在表面上的非均匀分布及其对杂交的影响难以直接研究。本文采用全原子布朗动力学模拟，研究单链DNA靶标在极性、非极性和阴离子SAM上与ssDNA探针的杂交过程，考察...
双酚A（BPA）是一种内分泌干扰物，可能引起生殖障碍、心脏病和糖尿病，婴幼儿和儿童更易受其影响。目前BPA检测方法操作复杂且需要昂贵仪器，因此开发一种简单、快速、高灵敏的方法在不同样品中检测BPA非常重要。本研究设计了一种基于有效自组装单分子层（SAM）和交流电动力学（AC electrokinetics, ACEK）电容传感方法的...
百日咳主要影响婴幼儿，主要由百日咳博德特菌引起，其次为副百日咳博德特菌。副百日咳博德特菌症状较轻但易被误诊，其流行病学尚不清楚。本研究提出一种快速、灵敏且特异的方法用于副百日咳博德特菌诊断。通过二硫键形成将硫醇末端DNA寡核苷酸（ssDNA SAM）共价固定于硅表面，并用原子力显微镜（AFM）和椭偏仪表征。2 μg/μl、24 h孵...
本研究开发一种无标记、无试剂的电容式适配体传感器，基于简单面对面电极对电容换能器。换能器电极对由金电极和氧化铟锡（ITO）膜组成，微米间距，用双面聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）胶带间隔。适配体和1-十二烷硫醇（DDT）在金电极表面自组装形成自组装单分子层（SAM），分别作为生物识别元件和防止非特异性蛋白结合。电化学表征表明SAM形成...
本文报道一种基于多价主客体相互作用的动态超分子策略，用于在材料表面直接组装蛋白质。作者通过一步纳米加工在金表面制备取向良好的β-环糊精（β-CD）自组装单分子层（β-CD-SAM），使β-CD空腔暴露于界面，并与蛋白质表面的疏水氨基酸形成特异性包合复合物。以细胞色素c、胰岛素、α-糜蛋白酶和RNase A为模型蛋白，表面等离子共振（...
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...
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...
本研究采用飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）、主成分分析（PCA）和X射线光电子能谱（XPS），对金基底在硫代葡萄糖自组装单分子层（SAM）功能化前、后以及与麦芽糖结合蛋白（MBP）发生特异性生物识别后的表面化学进行了表征。结果表明，硫代葡萄糖SAM可在平金表面和金纳米颗粒表面成功构建，说明所开发体系具有作为生物检测平台的潜力...
薄膜体声波谐振器（FBAR）因灵敏度高、体积小而被评估用于生物传感器。本研究制备了一种基于剪切模FBAR器件的新型人免疫球蛋白E（IgE）生物传感器，采用c轴23°倾斜氮化铝（AlN）薄膜作为压电层。通过非轴射频磁控溅射沉积AlN薄膜，工艺参数为工作气压5 mTorr、衬底温度300°C、溅射功率250 W、非轴与轴距离50 mm。...
本文报道了一种高灵敏电化学生物纳米传感器，通过新型席夫碱自组装单分子层（SAM）对玻碳电极（GCE）进行共价修饰构建。利用扫描电子显微镜（SEM）、循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）表征了SAM在GCE表面的固定与界面性质。采用差分脉冲伏安法（DPV）研究了羟氯喹（HCQ）在尿酸（UA）存在下于修饰电极表面的电化学行为。进一...
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...
分子检测器的固定效率对生物传感器的灵敏度、稳定性和重现性至关重要。本文报道了一种通过提高气味分子检测器固定效率而具有更好性能的仿生嗅觉受体生物传感器。在表面声波（SAW）芯片的敏感区上，构建了功能化特定嗅觉受体 ODR-10 的混合自组装单分子层（SAMs），并用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）表征 ODR-10 的...
卟啉能够与磷特异性结合。本文报道了一种用于比色和电化学测定卟啉的新型双功能传感平台。将经2-巯基乙醇（2-ME）预处理的金片或金电极用三氯氧磷（POCl3）化学修饰，获得表面磷酸活性位点，并通过电化学阻抗谱（EIS）表征各修饰阶段。由于修饰金片/电极对卟啉的高亲和力，形成1:1阳离子sitting-atop（SAT）P(V)–卟啉复...
本研究开发了一种基于电位阶跃电容测量的无标记无机磷酸盐直接检测生物传感器。该传感器以酿酒酵母高亲和力质膜磷酸盐/质子同向转运蛋白 Pho84 作为识别元件。异源表达并纯化的 Pho84 蛋白被固定于电容电极表面的自组装单分子层（SAM）上。与磷酸盐类似物甲基膦酸相比，电极暴露于磷酸盐时记录到明显的电容变化。结果表明，即使未使用脂质膜...
本文报道一种用于精确固定化生物分子并保留其天然功能的新方法，以腺苷酸激酶（AK）为模型系统。研究在金表面构建1,6-己二硫醇（HDT）自组装单分子层（SAM），并通过接触角、Elman试剂、石英晶体微天平（QCM）和X射线光电子能谱（XPS）表征。作者设计突变AK，将75位残基替换为半胱氨酸、77位半胱氨酸替换为丝氨酸，使蛋白通过自...
本文报道一种用于检测HIV-2的无标记免疫传感器。该平台由混合自组装单分子层（SAM）修饰的石英晶圆构成，并在其表面固定HIV-2免疫优势表位探针。采用电磁压电声学传感器（EMPAS）在超高频（1.06 GHz）下实时监测抗原–抗体相互作用引起的共振频率偏移。实验以含HIV-2或HIV-1单克隆抗体的血清溶液作为样品，分别评估特异性...