本文提出一种基于偏振方向旋转的比色表面等离子共振（SPR）成像生物传感器阵列。该传感器测量表面等离子激元激发时 p 偏振与 s 偏振之间陡峭相位差引起的光谱特性变化，从而在无需复杂相位调制和相位提取的情况下提高 SPR 成像传感器的分辨率。其二维成像能力支持多路、高通量阵列式同时检测多种生物分子相互作用。实验以抗牛血清白蛋白抗体（a...
本文报道了一种基于表面等离子共振成像（SPRi）检测单核苷酸多态性（SNP）的策略优化。作者首先设计三明治式检测方案，并利用计算工具选择寡核苷酸序列，以研究ABCB1基因rs1045642位点SNP检测的优化条件。随后，在SPRi生物传感器上使用合成DNA序列进行优化，评估单碱基错配识别的最佳条件，包括多态位点在探针中的位置、探针长...
适配体因高稳定性和低成本，正日益受到生物传感器应用关注，可作为抗体的替代识别元件。凝血酶是凝血级联中的关键酶，已有两种分别结合其不同外位点的适配体被筛选获得。近期凝血酶监测生物传感器研究常利用凝血酶与两种适配体之间可能形成的三明治结构进行信号放大，但多数方法因报告适配体需标记而只能进行终点分析，无法获得复合物形成的实时动力学。本文采...
基于生物传感器方法直接检测基因组DNA样本中的特定序列极具挑战。本研究开发了一种优化策略，利用表面等离子共振成像（SPRi）技术直接检测人类基因组样本中的DNA序列。以人类ABCB1基因序列为模型靶标，采用计算辅助方法设计探针。首先使用互补合成靶标评估探针功能，随后将该体系应用于从淋巴细胞提取的人类基因组DNA中靶序列的直接检测。为...
本文报道了一种在芯片上由双链DNA微阵列直接合成蛋白质微阵列并用于表面等离子共振成像（SPRI）抗体生物传感的方法。在微流控芯片中，编码His标签绿色荧光蛋白（GFP）或His标签荧光素酶的双链DNA元件作为生成元件，通过表面RNA聚合酶反应转录出多个mRNA拷贝；随后在无细胞蛋白合成体系中，mRNA被翻译为His标签蛋白。生成的蛋...
本文利用探针功能化稳定的生物芯片和可实时测量的检测系统，证明在同一探针斑点上进行连续靶标注射所获得的探针–靶标相互作用数据，比在单次平行靶标注射中使用多个探针斑点重复所获得的数据在时间上更具重现性。为提高生物芯片数据精度，作者开发了一种无需复杂数据后处理即可量化并校正表面异质性的归一化方法。该方法简单有效，其核心是在所有探针中加入共...
本研究开发了一种用于测定具有酶活性的组织蛋白酶G（CatG）的特异性表面等离子共振成像（SPRI）阵列生物传感器。该传感器基于固定于芯片表面的抑制剂与待测溶液中CatG之间的特异性相互作用。作者合成了CatG肽类抑制剂MARS-115，其C端含有1-氨基烷基膦酸二芳基酯结构，N端为带游离羧基的N-琥珀酰亚胺；通过硫醇基团（半胱胺）将...
光栅耦合表面等离子共振成像（GCSPRI）利用镀金传感芯片上的光学衍射光栅，将准直入射光耦合为表面等离子体。该耦合角度对芯片表面分析物捕获敏感，因此可采用低成本批量生产的可抛弃芯片，并以微阵列形式点样，大幅提高多重检测能力。当前GCSPRI仪器可同时测量超过1000个独立感兴趣区（ROI），通过芯片上固定抗体或其他特异性捕获分子实现...
本文报道了一种基于表面等离子共振成像（SPRi）的生物传感器，用于在仅稀释、未经其他处理的人血清和母乳中直接检测抗牛免疫球蛋白G（anti-bovine IgG，anti-bIgG）。儿童血清中牛乳抗体水平升高可能与1型糖尿病相关，传统检测多依赖间接免疫分析。该传感器先在标准样品中优化，再用于未处理人乳中的直接检测。核心创新是将此前...
本文以表面等离子共振成像（SPRi）为换能原理，开发用于人细胞系中转基因检测的光学生物传感方法。研究目标是建立一种多分析物、无标记、实时检测转基因事件标记 DNA 序列的策略。该方法通过识别穿梭载体骨架上用于人胚胎肾（HEK）细胞转染的特定标记序列来判定转基因事件，文中选定了巨细胞病毒启动子（CMV）和增强型绿色荧光蛋白（EGFP）...
核酸传感在基础与应用化学研究中备受关注，成功构建核酸传感器的关键之一是探针设计及其在芯片表面的固定。本文证明，理性选择生物探针会显著影响传感器的分析性能。作者采用一种简单且免费可用的计算程序，对给定靶序列进行探针设计，并将结果直接应用于核酸传感。研究建立了一套优化且可重复的计算机辅助探针设计策略，并以光学换能实验加以验证。其中，表面...
微阵列是细胞分离与检测的有前景工具，但尚未在生物学中广泛应用，原因在于其敏感性与复杂生物样品兼容性缺乏证明，且未证实其使用不会诱导异常细胞效应。本文表征并优化了一种将抗体微阵列与表面等离子共振成像（SPRi）相结合的技术。以小鼠巨噬细胞系 J774 为模型，证明了抗体微阵列的结合特异性，以及 SPRi 信号与结合细胞数量和细胞表面标...
本研究利用石墨烯的高不可渗透性和银膜尖锐的表面等离子共振（SPR）曲线，通过数值模拟证明石墨烯/银基底 SPR 成像生物传感器可在显著提高成像灵敏度的同时防止银氧化。结果表明，在银膜上沉积少量石墨烯层可显著提升成像灵敏度，优于传统金膜 SPR 成像生物传感器。特别是，在 60 nm 厚银膜上沉积单层石墨烯可使 SPR 成像信号放大 ...
在不到40年的发展中，适配体已在生物传感器开发中确立重要地位。适配体与核酸探针化学性质相近，可针对大小和组成多样的靶标进行体外筛选，因而成为替代抗体的理想捕获元件。凭借化学结构简单、合成与修饰方便、批次差异小以及可逆变性等特性，适配体已成功整合到多种创新传感方案中。将适配体引入现有微阵列技术后，已报道多种检测策略，包括荧光报告基团的...
细胞分泌分子对基础研究和医学应用均具有重要意义。本研究提出一种基于生物芯片的方法，用于瞬时监测体外培养 B 淋巴细胞分泌的蛋白。作者利用表面等离子共振成像（SPRi）对蛋白生物芯片进行成像，芯片上微阵列化固定了抗原蛋白鸡卵白蛋白/卵溶菌酶（HEL）及一系列对照蛋白。将 B 细胞杂交瘤培养于芯片上，可实时监测其分泌的 HEL 特异性免...
基因组学和蛋白质组学揭示了大量可用于遗传与感染性疾病诊断和预后的潜在生物标志物。当前生物传感器开发重点为快速、实时、无标记且高灵敏检测。表面等离子共振成像（SPRi）有望用于生物标志物诊断，但商用 SPRi 受流路池限制，只能串行处理样品，且低浓度检测灵敏度有限。本文提出增强样品处理与提高 SPRi 灵敏度的方法，开发了集成纳米结构...
非特异性结合是生物传感器表面定量分析分析物选择性保留的主要障碍。尽管已有多种抗污单分子层，许多大分子相互作用仍难以分析。本文利用自组装单分子层形成过程的动态特性，优化其物理和化学性质，显著降低非特异性结合，使分析物与固定靶分子的特异性结合得以分析。作者以人谷氨酸脱羧酶65 kDa亚型（GAD65）与人类单克隆抗体的特异性蛋白微阵列为...
表面等离子共振成像（SPRi）是光学传感的前沿技术，可实现实时、无标记、同时多分析物检测，并广泛用于研究核酸、肽、蛋白质和碳水化合物等多种亲和相互作用。在 SPRi 测量中，信号采样与数据管理是获得良好分析性能的关键步骤。本文提出一种用于选择传感区域（感兴趣区域，ROI）的策略，以改善 SPRi 传感器性能。作者以抗原–抗体相互作用...
理想的微流控生物传感器流池既需要与生物传感芯片形成高强度密封的“软”界面，又需要用于管路连接的“硬”宏-微界面，而单一材料难以同时满足。本文探索将等离子体增强化学气相沉积（PECVD）制备的SiO2薄膜作为中间层，使聚二甲基硅氧烷（PDMS）不可逆粘附于塑料基底，并开发了一种硬-软、紧凑、鲁棒的微流控生物传感器流池，用于表面等离子共...
本文报道一种简单电动力学生物芯片（EKLB），集成四个微通道与成像表面等离子共振（iSPR）无标记生物传感器，仅用单一直流电压即可同时驱动所有微通道中的试剂传输，无需传统泵阀管路。作者通过多种生物传感实验验证：单注射动力学（不同配体密度、单一分析物浓度）、一次性动力学（单一配体密度、多分析物浓度）以及多配体/多分析物检测。所有结合动...