细胞外纳米载体包括细胞外囊泡（EVs）、脂蛋白、超级微粒（supermeres）和 exomeres 等脂质-蛋白-核酸组装体。其中超级微粒具有重要诊断潜力，但因表面生物标志物信息有限且分离方法耗时而难以表征。本研究提出一种免分离的离子交换膜传感（IEMS）方法，可在 30 min 内使用 50 µL 样品检测超级微粒，灵敏度为 1...
过氧化物酶样纳米酶因催化能力强、检测特异性好，可替代天然过氧化物酶用于生化传感。然而，纳米酶生物传感器用于L-半胱氨酸（L-Cys）检测的催化活性增强、检测机制与应用仍具挑战。本文通过连续流共沉淀与高温退火两步法制备了结构明确、表面带正电的Mn2+/Cu2+共掺杂铁氧体纳米酶，平均粒径54.5 nm，zeta电位6.45 mV。基于...
固体表面上分子分析物的电离态对基础科学及纳米生物传感器设计具有重要意义。这些电离态由待测物质中分子之间以及分子与靶表面之间的相互作用诱导产生。本文利用 COMSOL Multiphysics 软件对带栅极控制的动态 PIN 二极管进行计算机模拟，研究表面电荷密度和分布对器件输出信号生成的影响。该器件具有内置势垒，能够在动态阳极偏置下...
流致电流和流致电位等电动力学原理长期用于表面表征，近年来也被用于生物传感器，可提高灵敏度并简化器件结构。针对颗粒覆盖表面的流致电流/电位理论模型指出，颗粒尺寸、形状和表面电荷会影响电动力学信号，进而影响传感器灵敏度与有效工作区间。本文采用一组尺寸和净表面电荷已知且差异明显的蛋白质，实验验证了这些理论预测。结果表明，当蛋白质净表面电荷...
所有生物传感器、生物工程支架或生物医学植入体都依赖于对材料表面蛋白吸附的控制，但水相中蛋白在固体表面的吸附仍复杂且理解不足。为获得进一步认识，作者采用石英晶体微天平（QCM）研究10种模型球蛋白与正电、负电、中性、疏水及混合烷硫醇单层，以及二氧化硅、聚苯乙烯和特氟龙表面的相互作用，共约200种蛋白–表面组合。利用原子力显微镜胶体探针...
表面等离子共振（SPR）生物传感器已成为无标记光学生物分子传感和生物分子相互作用动力学研究的重要技术。尽管生物分子通常含有大量可电离基团，但生物分子体系的静电电荷如何影响 SPR 响应仍缺乏系统认识。本文表明，SPR 传感器表面生物分子层中的负静电电荷会引起显著的 SPR 光谱位移，并识别出两种主要机制：一是带电生物分子层上方形成双...
氧化铈纳米颗粒（nanoceria）因具有类氧化酶活性而成为纳米酶研究热点。本文系统研究了nanoceria的若干关键界面性质。首先，nanoceria表面电荷不仅可通过pH调节，还可被简单无机阴离子吸附调控；磷酸盐和柠檬酸盐吸附后，可在宽pH范围内使颗粒表面保持负电。其次，nanoceria可通过DNA磷酸骨架以序列无关方式吸附D...
金刚石因化学稳定性、低背景电流、宽电位窗口和生物相容性，是融合固态电子与生物系统的有前景材料。本文在金刚石场效应晶体管（FET）上，以核糖核酸（RNA）适配体作为固相表面传感元件，研究了表面电荷密度对人免疫缺陷病毒1型反式激活转录（HIV-1 Tat）蛋白结合的影响。当HIV-1 Tat蛋白与RNA适配体结合时，在源漏电流约-8 m...
本文报道一种离子敏感场效应晶体管（ISFET）生物传感器，用于直接监测麦芽糖结合蛋白（MBP）在麦芽糖刺激下发生结构改变时的表面电荷变化。该研究首次将场效应晶体管（FET）生物传感器应用于构象变化蛋白的监测。传感器基于电荷依赖的电容测量原理，在麦芽糖存在时观察到漏极电流显著下降，而葡萄糖对照未出现相应响应，表明目标蛋白的底物特异性构...