新冠疫情凸显了对快速、简便、低成本病原体即时检测（POCT）方法的需求。水凝胶生物传感因可储存试剂和多重检测而受到关注。本研究对多种聚合物基底进行功能化，以确保甲基丙烯酰化改性明胶基水凝胶点作为生物传感器时具有良好粘附性。作者测试了不同水凝胶配方在 POCT 测试芯片中的适用性，发现经氨基化及后续甲基丙烯酰化的聚对苯二甲酸乙二醇酯（...
表面基生物传感器因能依据特征核酸序列监测人类病原体而备受关注。基因传感器依赖物理换能器表面的靶向基因/DNA探针杂交，具有高特异性和理化稳定性，但现有传感材料仍存在表面性质不足的问题，包括杂交密度低、探针取向不佳和生物污染。本文描述并比较两种通过热响应聚合物在玻璃基底上固定DNA探针的功能化方法，以制备性能改进的基因传感器。第一种方...
本文报道了一种基于微环谐振器（MRR）阵列的无标记光学传感系统，用于人血清白蛋白（HSA）检测。传感环表面经APTES硅烷化、EDC/NHS交联和PAMAM修饰后固定抗HSA抗体，使HSA特异性结合于微环倏逝场区域。当HSA结合时，局部折射率改变导致微环有效折射率变化，谐振波长发生漂移；系统通过波长询问实时监测相对漂移实现定量检测。...
光子生物传感器近年来取得重要进展，凭借光子共振可实现无标记检测，具有高灵敏度并有望用于即时检测。然而，生物界面及抗体等结合分子的高效、可靠固定仍是关键瓶颈，现有多种功能化方案导致性能差异较大。本文研究了一种基于聚多巴胺（PDA）的简单、稳健表面功能化协议，用于硅基光子生物传感器。该策略受贻贝在潮湿环境中利用多巴胺粘附多种表面的启发，...
由量子点或稀土离子掺杂的球形微球构成的活性回音壁模式谐振器具有高Q因子，是能够检测低浓度生物分子的生物传感器的理想候选。然而，要制备量子点掺杂微球，需要寻找新的低熔点玻璃，并且生物传感器开发需要表面功能化和抗体固定。本文展示了三种低熔点玻璃及其微球的成功功能化。玻璃由钠硼磷酸盐、钠铝磷酸盐和碲酸盐制成，然后使用(3-环氧丙氧基丙基)...
光电子（EPh）电路是能在同一集成电路中同时控制光子与电子的新型系统，可用于开发多种创新传感器。本文报道了一种 CMOS 兼容的 EPh 电路用于生物素传感，其中硅基光源被单片集成在同一芯片中。该器件由集成光源、波导和 p–n 光电二极管组成，全部在同一芯片上制备。作者研究了波导表面的功能化，以将 EPh 系统生物素化，用于潜在生物...
本研究讨论基于碳化硅（SiC）衬底石墨烯膜的生物传感器芯片在构建流感病毒检测生物传感器主要阶段中电导率、低频噪声和表面形貌变化的机制。石墨烯表面经4-硝基苯重氮四氟硼酸盐（4NDT）共价沉积并循环伏安还原形成苯胺基团，使石墨烯缺陷度与电导增加，并形成尺寸可达500 nm的六角蜂窝状缺陷；缺陷浓度受石墨烯中双层或多层夹杂比例影响。所制...
本文是《Scientific Reports》原论文的出版更正，更正内容为图4图例误用了图5图例。原论文报道了一种无标记光纤球尖生物传感器，用于皮摩尔水平检测 CD44 蛋白。该传感器以光纤球尖作为光学换能端，表面依次使用 3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）、11-巯基十一烷酸（MUA）以及 EDC/NHS 进行化学修饰，以构建...
本文报道了一种用于捕获髓系细胞触发受体2（TREM2）的有效表面固定方案。TREM2 在脑脊液中的升高与阿尔茨海默病相关，可作为疾病早期指示物。作者基于该表面功能化策略，设计、制备并评估了一种基于等离子体干涉仪的生化传感平台，能够检测溶液中生理浓度的 TREM2。该方案采用 RCA1 清洁、APTES 氨基化、sulfo-NHS-b...
碳微/纳电极由碳微机电系统（carbon MEMS）制备，已越来越多用于生物传感器和超级电容器。为生物功能化或改善电化学性能，常需在其表面引入含氧官能团，但传统表面处理方法难以在不使用复杂光刻掩模的情况下选择性修饰局部区域。本文报道微等离子体直接写作，一种简单、低成本、低功率的常压微等离子体图案化技术，用于在碳MEMS电极表面位点选...
本文针对生物传感中捕获探针高效固定问题，提出多种基于光活化的表面功能化策略，用于将巯基化寡核苷酸和蛋白质探针共价固定到不同材料与工作格式。其中一种策略利用环氧表面，在光照下由探针中的巯基引发环氧开环；主要策略为硫醇-烯光偶联，分别考察烯基化与巯基化表面固定巯基或烯基末端探针，并比较单点与多点固定效果。研究还分析炔基化表面以及表面疏水...
本章综述压电激励毫米级悬臂梁（PEMC）生物传感器的设计、制备、表征与应用。文中讨论了传感器的换能机制、传感原理和工作模式，重点介绍用于DNA和RNA检测的生物识别策略与表面功能化方法，尤其是基于自组装的硫醇化DNA探针固定策略。同时给出通过二次结合实验、可逆结合实验以及互补换能机制集成来验证生物传感器响应的方法，并列举医学诊断、食...
回音壁模式（WGM）微谐振器因高品质因子（Q）而具有高分辨率，可用于病毒、DNA和蛋白等生物目标的实时无标记检测。生物传感器还需具备选择性，因此需在其表面固定能特异性结合目标生物分子的配体。本文采用WGM微盘作为生物传感器检测金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）。微盘表面用噬菌体蛋白LysK进行功能化，该蛋白...
本研究采用衰减全反射傅里叶变换红外（ATR-FTIR）光谱，研究功能化氟端基纳米晶金刚石（NCD）薄膜上的蛋白固定过程，所用固定方案旨在特异性结合C反应蛋白（CRP）。在力控砧式ATR-FTIR构型下，作者分析了体外CRP固定的三个关键步骤：首先，在NCD表面沉积由聚环氧乙烷和聚环氧丙烷组成的共聚物层进行钝化；其次，将一种对CRP具...
本研究评估了可用于重复使用的光学生物传感器表面功能化策略，用于基于抗体检测活菌。作者采用平面布拉格光栅传感器（PBG），通过氨基硅烷化表面连接异双功能交联剂 N-琥珀酰亚胺基-3-(2-吡啶二硫代)丙酸酯（SPDP），再用二硫苏糖醇（DTT）还原暴露巯基，使 SPDP 活化的金黄色葡萄球菌特异性抗体经二硫键共价偶联到传感表面。该策略...
本文报道了一种基于光谱相关干涉仪（SCI）的三通道生物传感器，用于通过测量功能化玻璃盖玻片上生物层厚度变化来直接光学检测抗原。该仪器对溶液体相折射率不敏感，信号以计量单位（pm或nm）输出。作者利用SCI实时监测，开发并优化了环氧化、羧基化和生物素化三种玻璃芯片表面，用于抗体固定，以减少芯片间差异、改善检出限、缩短检测时间并延长保质...
生物传感器的特异性通常依赖表面生物功能化，使目标生物分子选择性结合；该步骤对材料性质和实验条件高度敏感。本文系统评估了多种将蛋白接枝到氧化铝覆盖传感器表面的方法，包括层叠法（LbL）、液相硅烷化（APTES）、气相硅烷化（MPES）以及不同连接子，并提出一种基于马来酰亚胺反应基团（PMPI）的新协议。研究以互指阵列微电极（IDAM）...
本文报道了一种基于聚合物化脂质双分子层的稳定且可功能化仿生生物膜。作者将含二乙炔的磷脂 1,2-双(10,12-二十三二炔酰)-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DiynePC）和 1,2-双(10,12-二十三二炔酰)-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺（DiynePE）混合，经 LB/LS 沉积后紫外光聚合，形成坚固的聚合物双分子层。Diyne...
声学生物传感器表面质量负载变化会引起输出频率偏移，从而实现对分析物的精确测量。因此，为检测特定生物标志物，传感器延迟路径必须经过精心设计，以最大化灵敏度与特异性。B细胞淋巴瘤2蛋白（Bcl-2）在尿液中被研究作为卵巢癌无创早期检测的生物标志物。本研究评估了表面化学与生物功能化策略在展示抗体以捕获Bcl-2、同时降低非特异性蛋白吸附方...
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...