本文报道了一种面向超声体声波（BAW）和表面声波（SAW）生物传感应用的定制四通道超声电子系统。该系统具有四个超声收发通道，单通道标称频率为25 MHz，集成微控制器并支持Python/SciPy信号处理，可实时测量飞行时间（TOF）及其他声学波参数，用于表征微通道中液体本体的声学性质或附着在分析表面的生物分子声学性质。系统兼容压电...
石墨烯中的表面等离激元可增强中红外光谱性能，而中红外振动共振是研究有机分子组成与构象的关键。本文理论演示了一种基于压电基底上石墨烯范德华异质结构的等离激元生物传感器，其中远场光通过表面声波（SAW）耦合到表面等离激元-声子极化激元（SPPP）。SAW 形成电学可控的虚拟衍射光栅，避免对二维材料进行图案化，从而减少限制极化激元寿命的边...
氮化镓（GaN）是宽禁带半导体，广泛用于高功率器件、发光二极管（LED）和光电子应用。由于其压电特性、较高的表面声波（SAW）速度和强机电耦合，GaN也可用于SAW器件。本研究通过实验和有限元仿真，考察钛/金（Ti/Au）导波层对GaN/蓝宝石衬底表面声波传播的影响。在将导波层最小厚度固定为200 nm的条件下，与无导波层样品相比，...
为防控严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）疫情，疫苗接种已成为重要手段，但疫苗可能引起疲劳、肌痛、血栓和心肌炎等不良反应，因此接种前监测抗SARS-CoV-2刺突蛋白（S蛋白）抗体水平具有重要意义。本研究开发了一种新型剪切水平表面声波（SH-SAW）生物传感器，其传感区涂覆SARS-CoV-2三聚体S蛋白，可在40秒...
利用生物传感器可靠、快速、高灵敏且高选择性地诊断疾病仍具挑战。新冠疫情暴发后，尽管疫苗已可用，仍迫切需要廉价、快速的体外芯片式传感器，用于疾病检测及疫苗开发中相应抗体的筛选。本文提出一种基于128°YX切型铌酸锂压电晶圆的超声导波传感器，将其设计为多线梳状结构并带有不同长度的悬臂梁，用于抗原-抗体检测。作为概念验证，该传感器经SAR...
无标记生物传感器常受非特异性蛋白结合困扰，影响灵敏度、选择性和检出限。本研究探索利用 ST-石英器件中 Rayleigh 表面声波（SAW）通过声流高效去除非特异性结合蛋白。首先建立 ST-石英 SAW 器件与液体负载耦合的有限元流体-结构相互作用（FSI）模型，预测 SAW 诱导声流相关力趋势。模型表明，在若干 SAW 频率范围内...
本研究旨在评估基质金属蛋白酶-8（MMP-8）生物传感器在区分牙周健康、牙龈炎和牙周炎中的诊断价值，并与时间分辨免疫荧光法（IFMA）和酶联免疫吸附试验（ELISA）比较。研究纳入189名系统健康、非吸烟成人，采集唾液，按牙周状态分为健康组59人、牙龈炎组63人和牙周炎组67人；其中20名牙周炎患者接受非手术牙周治疗并随访6个月。采...
人肾小管上皮细胞被认为是志贺毒素（Stx）介导的溶血性尿毒症综合征（HUS）发病机制中的靶细胞，HUS由产Stx肠出血性大肠杆菌（EHEC）引起。对原代人肾近端小管上皮细胞（pHRPTEpiCs）中Stx结合糖鞘脂（GSL）的分析显示，主要受体为三己糖神经酰胺（Gb3Cer）和四己糖神经酰胺（Gb4Cer），优势脂形式为Cer(d1...
胶质纤维酸性蛋白（GFAP）是星形胶质细胞中间丝蛋白，其血液水平升高与多形性胶质母细胞瘤、创伤性脑损伤、多发性硬化、脑出血和视神经脊髓炎等中枢神经系统疾病相关，已成为潜在临床生物标志物。本文针对 GFAP 检测提出三种基于抗体的表面功能化策略，并在金涂层石英晶体微天平（QCM）上比较其在清洁缓冲液和血清基质中的性能：F1 采用链霉亲...
本研究报道了一种剪切水平表面声波（SH-SAW）生物传感器，通过生物分子在传感膜上的吸附量引起的频率偏移来测定其浓度。作者将3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和戊二醛两种功能化传感膜用于捕获表皮生长因子（EGF）抗体，并结合数值模拟与实验比较，研究传感器灵敏度并建立估算癌症相关生物标志物EGF浓度的模型。在0.2–5 ng/mL...
本研究制备了一种基于单层石墨烯（SLG）/金纳米粒子（Au NPs）的Love wave生物传感器，用于金黄色葡萄球菌（S. aureus）基因序列的高灵敏、高特异检测。传感器以ST-90° X切石英为压电基底，采用磁控溅射制备Au/Cr叉指换能器，并通过PECVD沉积2 μm SiO2波导层以限制波能量、提高质量灵敏度。CVD生长...
表面声波（SAW）器件的设计与优化是新型及现有SAW传感器和换能器开发中最关键的步骤。由于成本低、便携且适用于电子、通信和生物传感，SAW器件需求持续增长，但尚未建立完整的三维有限元模型来表征SAW生物传感器。本研究提出一种分析剪切水平Love波谐振器器件的新方法，并用制备器件验证。研究对三维模型和实验器件进行了全面分析，包括散射参...
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...
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，...
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...