生物传感器平台需通过表面修饰实现抗污、亲疏水调控及特异性识别，以适用于血液、尿液和废水等复杂基质。回音壁模式（WGM）光学谐振器可无标记检测多种物质，其束缚光场具有倏逝尾，与周围分子相互作用后改变有效折射率，引起共振频率偏移，并因光场循环而获得本征信号放大。二氧化硅微球是最常见的WGM谐振器，但三维微球表面易受污染、缺陷和涂层不均影...
研究有机生物分子与半导体表面相互作用对场效应晶体管（FET）生物传感器设计的重要性。本文提出采用双栅场效应晶体管（DGFET）进行 DNA 检测，并系统考察分析物浓度、缓冲离子浓度、pH、表面基团解离常数及流体栅压等参数对灵敏度与信噪比的影响。结果表明，以漏极电流变化表征的灵敏度在分析物浓度超过约 1 nM 后呈非线性增加，随缓冲离...
本研究针对用于消逝波光子生物传感器的薄膜聚酰亚胺旋涂硅片，优化了由硅烷化、生物素化和链霉亲和素结合组成的表面功能化流程，以构建生物特异性配体固定平台。聚酰亚胺膜作为导波层，对光学质量、膜厚和表面粗糙度要求较高。作者先在氧等离子体活化的聚酰亚胺表面结合3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS），再用马来酰亚胺-PEG2-生物素（M-PEG...
本文报道了一种用于快速、灵敏探测蛋白质在不同功能化表面吸附行为的微流控平台。针对特定分析物定制传感器表面是便携式气体/液体传感器和药物筛选中的关键问题，而选择合适表面化学以抑制非特异性结合通常需要反复试验。该装置集成了一组电化学传感器阵列，可对这些结合相互作用进行快速、灵敏、无标记检测。电极布局允许在一个方向上分别装载不同表面化学，...
快速准确的血液分子分析对疾病诊断和管理至关重要。场效应晶体管（FET）生物传感器通过生物分子识别元件选择性结合血液分析物，并将结合事件转换为源漏电流或阈值电压变化，具有便携、高灵敏、快速、低成本、多路复用和无标记检测等优势，有望推动血液即时检测（POCT）发展。本文综述了微/纳尺度 FET 生物传感器用于血液分子分析的研究进展，重点...
近期研究将丝素蛋白作为生物传感器的新型材料平台。基于这些进展，本文开发了一种在丝素蛋白基底上固定化抗体的方法，用于功能化生物传感器体系。通过控制丝素蛋白的构象转变，在温和反应条件下将一抗固定并富集于丝素蛋白基底表面，同时保持抗体功能。与化学交联相比，该方法显著提高了固定化效率，在实现高抗体负载量的同时保留其识别活性。该策略通过调控丝...
本文比较了不同方法在聚二甲基硅氧烷（PDMS）表面选择性固定生物分子，旨在为基于PDMS的光子芯片（PhLoC）生物传感器建立稳健、可靠的简易实施方案。研究采用中空棱镜构型，其内表面先通过直接吸附聚乙二醇（PEG）或聚乙烯醇（PVA）线性聚合物，或进行轻度化学氧化，引入羟基；随后用含醛基的硅烷进行硅烷化。醛基与生物分子伯胺反应，实现...
本文展示了一种双功能硅场效应晶体管（FET）传感器-加热器的温度介导应用，并对先前提出的局部介电加热方法在器件表面的工作机制进行建模与表征。首先证明该 FET 可作为电传感器，通过离子液体中 pH 变化引起表面电荷改变而响应；随后通过实验加热剖面与仿真对比，证明同一器件可作为高度局域化的加热器。研究进一步阐明了加热机制并确定了该技术...
本文报道基于全内反射荧光（TIRF）显微镜研究纳米颗粒与生物传感器表面相互作用的方法。通过倏逝场仅激发近表面荧光纳米颗粒，可实时观察荧光纳米颗粒与功能化 Zeonor 表面之间的结合事件，从而表征表面的吸引或排斥性质及相互作用动力学。该方法可用于高通量筛选不同化学组成表面的非特异性吸附（NSA）。研究三种涂层：含末端氨基的聚合氨基硅...
氢化类金刚石碳（HDLC）具有原子级光滑表面，可沉积于高比表面基底并通过化学功能化引入反应性基团，是蛋白质固定化的理想基底。本文报道了一种合成路线：先通过射频等离子体偏压增强成核法沉积类金刚石碳（DLC）并氢化得到 HDLC，再进行化学功能化。表面反应性基团可与蛋白质中的氨基反应，使蛋白质在接触时发生共价固定。拉曼光谱证实 HDLC...
本文报道了一种用于在功能化合成金刚石表面生成反应性硫醇基团的化学光刻方法，面向生物传感器和分子电子应用。作者以超纳米晶金刚石（UNCD）薄膜为基底，在其氢终止表面通过4-磺酸苯重氮四氟硼酸盐偶联构建苯磺酸（PSA）芳香自组装单分子层，随后用X射线或电子束辐照，使磺酸端基选择性转化为表面硫醇基团，并伴随单分子层交联。X射线光电子能谱（...
将生物识别元件稳定整合到换能基底表面是构建高性能生物传感器表面最关键的一步。影响生物界面生物与非生物功能的关键因素既包括化学因素，也包括物理因素。理解生物分子与表面之间的相互作用及其涌现复杂性，对于将生物界面应用于传感应用至关重要。本文概述了生物传感器开发中通常使用的材料与方法，重点讨论生物界面性质与功能的实验评估。文章回顾了金属、...
可靠生物传感器设计的关键在于制备可受控、可重复固定生物分子功能的薄膜，这要求在平面表面受控构建特异性结合位点。聚甲基硅氧烷-聚五氟苯基丙烯酸酯（PMSSQ-PFPA）杂化聚合物可在金、聚碳酸酯（PC）、聚四氟乙烯（PTFE）和玻璃等多种基底上形成稳定、附着良好的薄反应性涂层。将基底浸入所需胺溶液中，可在表面固定用于蛋白吸附的特异性结...
表面等离子共振（SPR）生物传感器技术已成功用于蛋白质、药物、DNA 和微生物等多种分析物的检测。基于 SPR 的免疫传感器将特异性抗原-抗体反应与光学换能相结合，具有灵敏、特异、快速和无标记检测等优点，已成为细菌定量检测的有前景工具。本文综述了 SPR 免疫检测法用于细菌检测开发中的关键问题，重点讨论仪器系统、表面功能化、液体处理...
本文评估了纳米晶金刚石（NCD）表面DNA共价固定方法：先通过254 nm光化学接枝10-十一烯酸（10-UDA）在NCD表面引入羧基（COOH），再用1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺（EDC）介导COOH与5′-氨基修饰单链DNA（ssDNA）偶联。研究以共聚焦荧光显微镜表征所得生物界面的稳定性、探针密度与功能活性，考察...