氮化镓（GaN）是继硅之后工业界第二受欢迎的半导体材料，广泛应用于发光二极管（LED）和功率电子领域。其压电特性使其成为开发多种微机电系统（MEMS）应用的有前景的机电材料。本文采用有限元方法（FEM）对 GaN/蓝宝石分层结构中表面模式传播进行了理论研究，重点考察 Rayleigh 模式和 Sezawa 模式在不同导波层存在下的传...
microRNA的检测与定量常用于疾病诊断和预后预测。传统方法通常需从生物样品中提取并纯化microRNA，将其逆转录为互补DNA（cDNA），再通过实时聚合酶链式反应（RT-PCR）扩增；达到检测阈值所需的循环数经对照microRNA归一化后，可给出目标microRNA的相对定量。该方法存在若干不足：必须人工扩增目标microRN...
本文报道了一种用于检测肿瘤相关生物标志物癌胚抗原（CEA）的 Love wave 生物传感平台。该器件采用 ST 90°-X 石英基片制备 Love wave 传感器，并在其表面沉积 SiO2 波导层以增强表面声能并提高灵敏度；同时引入金纳米颗粒（Au NPs）放大声学传感器的质量负载效应，使检测限达到 37 pg/mL。检测策略为...
本文报道了一种将声学器件作为检测元件的集成平台，重点设计微流控模块，使其与双通道或阵列型Love波声学芯片结合，用于生物医学和分子诊断。作者通过系统研究优化流池固定方式与密封材料，使流体接口和封装对声波引入的损耗最小化，并考察不同工作频率、波导材料及其厚度组合在检测蛋白和DNA生物标志物时的灵敏度。研究以链霉亲和素作为模型蛋白生物标...
生物传感器是利用电学换能器和生物组分研究环境的装置，通常用于检测生物结构、生物体及生物过程。由于该领域发展迅速且类型多样，技术体系常显得复杂，但其基本原理并不困难。本综述聚焦于近年来用于检测完整细菌细胞的生物传感器进展，包括依赖外加标记组分的传感器，以及不依赖标记组分、直接检测换能器上结合事件或结合结构的传感器。文章还介绍了在生物传...
表面声波（SAW）器件数十年来被用于微尺度化学与生物现象传感。本研究在64°YX铌酸锂（LiNbO3）SAW器件的延迟线区域，通过静电纺丝制备含氧化锌（ZnO）纳米粒子的聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物（P(VDF-TrFE)）纳米纤维膜，并系统研究其形貌、组成与结晶性。SEM与EDX证实ZnO纳米粒子分散于纤维中；FTIR显示ZnO促进...
本文报道了一种表面声波（SAW）增强、光栅耦合相位探测表面等离子共振（SPR）微流控生物传感器。该器件在单片铌酸锂（LN）基片上集成表面声波换能器、纳米结构 SPR 传感区和聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控腔室。射频信号驱动叉指换能器产生瑞利 SAW，在微腔内诱导声流和混沌平流，从而增强液体混合；同时利用方位角控制和相位探测的光栅耦...
本研究首次将分子印迹聚合物（MIP）合成受体与表面声波（SAW）传感平台结合，用于蛋白质的无标记检测。作者采用电合成方法，在多重化 SAW 芯片上制备了具有免疫球蛋白 G（IgG）表面印迹位点的超薄聚合物薄膜（IgG-MIP）。通过 SAW 系统记录结合动力学，发现 IgG-MIP 对目标蛋白的特异性识别能力受聚合物膜厚度显著影响，...
海洋毒素由浮游生物产生，可通过食物链在贝类和鱼类中富集，对人类健康造成严重危害。因此，开发快速、高效的海洋毒素检测方法具有重要意义。本研究提出一种用于快速检测石房蛤毒素（okadaic acid, OA）的实时 Love Wave 生物传感器，并以 HepG2 细胞系作为传感元件。结果表明，该基于细胞的生物传感器能够实时反映 OA ...
二维（2D）和三维（3D）细胞培养中细胞活力与生长的检测通常需要收获细胞，时间序列研究需多组平行重复。开发用于3D肿瘤球或干细胞再生纵向研究的非侵入、无接触检测方法仍是未满足需求。表面声波（SAW）可实现质量负载生物传感，具有低成本、体积小和易组装等优点。本研究考察了SAW检测并量化细胞生长的潜力。结果表明，由两对谐振器（叉指换能器...
本文报道一种可扩展的表面声波（SAW）基悬臂梁生物传感器，用于便携式生化检测。器件由分子束外延 GaAs/AlAs 压电薄膜释放成 2.5 μm 厚悬臂梁，顶部制作 50 nm Al 叉指换能器（IDT），底部镀 10 nm Au 并功能化。当分析物与表面识别层结合时，界面应力改变悬臂梁内应力分布，进而改变 SAW 传播速度，使 I...
本文报道了一种中心频率为440 MHz的Love波生物传感器，用于在单一传感器中同时检测软骨寡聚基质蛋白（COMP）和兔免疫球蛋白G（IgG）。该传感器由41° YX LiNbO3压电基底上的单端口表面声波（SAW）反射延迟线、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）波导层以及两个不同敏感膜组成，并通过两天线与网络分析仪进行无线表征。当分析物与...
本文提出一种基于2.4 GHz振荡频率偏移的射频生物传感器平台，用于无标记、实时检测生物分子结合事件。系统由振荡器、高Q表面声波（SAW）滤波器和射频功率检测器组成。其基本原理是：生物分子在平面谐振器表面固定后，会改变谐振器的电阻、电感和电容等阻抗特性，进而引起振荡器频率发生偏移。由于目标生物分子质量和尺寸很小，直接频率偏移通常极小...
本文报道了一种用于血糖检测的高性能Mn掺杂ZnO多层结构Love模式表面声波（SAW）生物传感器。该传感器通过将葡萄糖氧化酶固定于附着在Mn掺杂ZnO表面的pH敏感聚合物上进行功能化。所制备的SAW葡萄糖传感器具有高灵敏度、高准确性、快速响应和良好抗干扰能力。其灵敏度为7.184 MHz/mM，准确度为6.96×10−3 mM，足以...
灾害中血液捐赠可挽救生命，但紧急情况下现场献血需快速、准确检测血源病原体，包括人类免疫缺陷病毒1型和2型（HIV-1和HIV-2）。PCR和酶联免疫吸附试验（ELISA）虽精确，但耗时且依赖复杂设备，不适合紧急即时检测。本文报道一种基于压电材料并功能化抗HIV-1和HIV-2特异性抗体的原型生物传感器。该传感器可在简单及复杂溶液（包...
本研究报道了一种用于尿液抗凋亡蛋白Bcl-2检测的超声MEMS生物传感器的设计、制备、表面功能化与实验表征。该传感器基于ST切石英上的剪切水平表面声波（SH-SAW），通过微加工叉指换能器（IDT）产生和接收声波，并利用延迟路径上蛋白结合引起的质量负载变化进行定量。延迟路径经氧等离子体处理、ODMS自组装单分子层、Protein A...
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...
适配体是一类可通过体外筛选获得的非天然寡核苷酸分子识别支架，能够以高亲和力和高特异性结合多种蛋白质及其他靶标。由于适配体可完全化学合成，可方便地引入各类报告基团，并偶联到载体、表面、纳米颗粒或其他生物分子上，因而具有高度模块化特征。许多适配体在结合靶标时发生显著构象重排，可将结合事件转换为可检测信号，因此已被适配到多种读出配置，并越...
纯剪切水平表面声波（SHSAW）器件可在液相负载下工作，并对界面质量、刚度、粘度和电扰动敏感，因而被用于液相与生物传感。通常SHSAW在自由表面边界条件下弱引导，某些取向甚至不存在，如石英ST-90°。自由表面下叉指换能器（IDT）常激发较强剪切水平体声波（SHBAW），因此需引入周期或均匀厚电极作为引导结构，置于延迟线IDT之间，...
本文报道了一种基于液滴的微全分析系统，通过集成表面声波（SAW）原位微流增强生物传感器性能。该生物反应器由封装液滴及其周边生物传感器组成，SAW在液滴内诱导微流。作者采用粒子图像跟踪技术表征不同SAW功率下液滴内速度分布，发现平均流速随输入功率显著变化，可在搅拌液滴中获得大范围流速；流动在较大厚度范围内呈二维圆形。随后通过有限元模拟...