本文提出用于氧化石墨烯（GO）功能化表面等离子共振（SPR）生物界面的吸附驱动理论建模框架。模型不描述特定捕获探针型生物传感器，而关注 GO 修饰界面上分子累积的有效光学换能。框架将棱镜/TiW/Au/GO 多层结构的转移矩阵光学建模与广义 Langmuir–Hill 吸附形式结合，使分析物浓度、表面覆盖度、有效界面折射率和 SPR...
聚乙二醇（PEG）化可降低生物药免疫原性并延长半衰期，例如血友病A患者使用的PEG化FVIII产品。然而，PEG本身可诱导抗PEG抗体，导致超敏反应和药物疗效降低，因此需要低成本、快速的即时检测（POC）方法。本文报道了一种基于表面等离子共振（SPR）原理的POC设备。传感芯片通过硫醇化学直接固定PEG链，并插入3D打印支架中。功能...
早期、精准检测超低浓度癌症生物标志物是临床诊断的关键问题，传统表面等离子共振（SPR）生物传感器常受灵敏度有限、选择性不足和可重复性波动等限制。本文提出一种棱镜基多共振 SPR 生物传感器，采用银/钛酸钡/黑磷（Ag/BaTiO3/BP）异质结构，以增强电磁场限制、折射率响应和多路复用能力，用于早期癌症生物标志物检测。设计通过传输矩...
本文提出一种高灵敏表面等离子共振（SPR）传感器，用于检测癌症生物标志物癌胚抗原（CEA）。传感器采用 Kretschmann 构型，由 FK51A 棱镜、银（Ag）、硫化砷银（Ag3AsS3）、硫化镓（GaS）以及黑磷、石墨烯等二维材料组成；所选二维材料具有优异光学性质，可增强传感界面电场约束。模拟结果表明，所提多层传感器在灵敏度...
疟疾仍是严重全球健康问题，尤其在耐药疟原虫和气候变化扩大分布地区。为满足快速高灵敏诊断需求，本文提出一种新型表面等离子共振（SPR）生物传感器设计，采用 N-FK51a+SiO2+Cu+HfO2+BP 多层结构。传感器性能通过传输矩阵法（TMM）和有限元法（FEM）分析，并用有限差分时间域（FDTD）仿真验证。引入 SiO2、Cu、...
生物传感器通常由识别元件和换能器组成：识别元件选择性检测生物分析物，换能器将测得的物理化学性质转换为电信号，再经放大、处理并在用户界面显示，通常还存储于数据系统中。此类传感器可应用于个性化医疗、药物发现、食品安全和植物病害诊断等广泛领域。便携式生物传感器常基于微流控系统或微机电系统（MEMS），用于测量物理或化学参数。尽管生物传感器...
生物传感器在生物医学诊断、环境监测和药物研发中具有变革潜力。石墨烯基表面等离子共振（SPR）生物传感器因高灵敏度、可扩展性和低成本制备而备受关注。本研究探讨石墨烯基 SPR 生物传感器的工作原理与设计方法，重点分析电解质门控对传感性能的影响，并将石墨烯量子电容作为提高性能预测准确性的关键参数纳入模型。通过计算分析灵敏度与关键性能指标...
基于表面等离子共振（SPR）的生物传感器分析方法可实现DNA寡核苷酸的快速、简便、低成本检测，但现有SPR生物传感器检测BCR-ABL基因寡核苷酸的检出限仍较高，难以可靠检测亚纳摩尔浓度。本研究提出一种基于金纳米颗粒（AuNP）夹心法的SPR DNA生物传感器信号增强策略。结果表明，AuNP修饰寡核苷酸可作为标记物，在夹心型SPR ...
本文提出一种智能无标记表面等离子共振（SPR）传感器，用于检测血液中血红蛋白（HB）浓度和尿液中葡萄糖浓度。该传感器采用 Kretschmann 构型，在 BK7 棱镜表面沉积银（Ag）薄膜以激发表面等离子体，并结合 HfO2、VO2 和 AlSb 等功能层优化场限制与灵敏度。作者利用有限元法（FEM）进行数值模拟，优化各层厚度，并...
本研究提出一种由银（Ag）、铁酸铋（BiFeO3）、镍（Ni）和钙钛矿纳米材料（MAPbBr3）构成的新型表面等离子共振（SPR）生物传感器，借助该混合结构可检测不同乙醇浓度（EC）。采用传输矩阵法（TMM）评估所提出的SPR结构，并对EC=0%样品与EC=10%–40%样品的角灵敏度进行比较分析。为最大化SPR结构性能，需优化Bi...
本文提出一种基于棱镜耦合 Kretschmann 构型的薄膜表面等离子共振（SPR）传感器，采用优化的 CaF2/Au/Si3N4/BP 多层结构，并以黑磷（BP）作为超薄覆盖层。研究在 633 nm、TM 偏振下利用传输矩阵法对角度反射率进行建模，将 1–5 ng/mL 低浓度传感条件表示为水相传感介质的微小有效折射率扰动，从而建...
本研究利用表面等离子共振（SPR）Biacore 技术揭示检测细胞外囊泡（EVs）上 CXC 趋化因子受体 4（CXCR4）的诊断潜力。尽管 CXCR4 作为癌症生物标志物潜力已被认可，其在 EVs 上的诊断应用仍较少。以重组 EVs（rEVs）为参考材料，建立标准化、无标记、实时 SPR 生物传感器，对 CXCR4 阳性 EVs ...
铜离子（Cu2+）是生物体必需的第三大金属离子，参与多种代谢与氧化还原酶功能，但缺乏或过量均可引发疾病。为快速、高选择性地识别 Cu2+，基于表面等离子共振（SPR）的光学折射率传感器受到关注。本文设计并讨论了一种四象限圆形网格折射率生物传感器（FQCGRIB），并结合机器学习方法用于 Cu2+ 等重金属离子检测。该传感器以 SiO...
早期癌检测受益于无标记、高灵敏度的表面等离子共振（SPR）生物传感器。本研究采用传输矩阵法（TMM），在633 nm波长下对基于CaF2/Cu/TiO2/石墨烯的多层SPR结构进行计算评估。在1–5 ng/mL癌相关生物标志物浓度范围内，分析了反射率、共振角位移和近场分布，并推导灵敏度、检测准确度（DA）、品质因数（FoM）和检出限...
本研究利用表面等离子共振（SPR）生物传感器分析，结合AlphaFold2结构预测，表征了源自锌指转位相关蛋白（ZFTA）的肽与Kelch样蛋白20（KLHL20）Kelch结构域（KLHL20Kelch）的相互作用，并鉴定关键残基。结果显示，所有肽均与KLHL20Kelch呈现较弱且复杂的结合。原始16聚体ZFTA肽对KLHL20...
表面等离子共振（SPR）传感技术已广泛用于生物医学检测，但传统SPR传感器灵敏度有限。本研究提出一种双金属/二维过渡金属二硫化物（TMDCs）基SPR生物传感器，并利用Lumerical有限差分时域（FDTD）平台优化尿液葡萄糖检测性能。设计比较了WS2、WSe2、MoS2、MoSe2和MoTe2等TMDC材料，其中MoS2结构灵敏...
个性化免疫疗法有望纠正细胞功能障碍、抑制肿瘤生长甚至实现持久缓解，但常规分析方法通常无法实时监测细胞活动，缺乏多路复用快速筛选能力，且样品制备复杂，难以充分解析驱动疗效的动态免疫应答。基于倏逝波相互作用的无标记光学生物传感器可提供敏感、无创、高分辨率的细胞调控、信号传导以及治疗诱导分子变化分析。本文重点综述了用于分子和细胞分析的等离...
背景：非小细胞肺癌（NSCLC）进展与信号转导及转录激活因子3（STAT3）持续激活密切相关。本研究利用表面等离子共振（SPR）技术开发 STAT3 靶向识别系统，从补骨脂（Psoralea corylifolia）中筛选并鉴定天然 STAT3 靶向化合物，并评价其抗 NSCLC 活性，重点关注活性氧（ROS）调节。方法：将 STA...
本文提出一种基于石墨烯场效应晶体管（GFET）的生物传感器平台，用于探测氨基酸的电化学指纹，旨在为肽和蛋白质测序提供稳定、可控的表面化学与电化学测量方法。作者首先简要综述了电化学指纹策略在氨基酸和肽鉴定中的意义，并将其置于蛋白质操纵与测序技术进展背景下。随后建立了石墨烯功能化方案，利用1-芘甲基胺（PMA）通过π-π堆积非共价吸附于...
糖胺聚糖（GAGs）是一类高度带负电的线性多糖，广泛分布于细胞表面和细胞外基质中，通过与生长因子、趋化因子、凝血因子和病原黏附素等蛋白相互作用，调控细胞信号、炎症、凝血、组织修复和病原入侵等生理病理过程。表面等离子共振（SPR）是一种无标记、实时生物物理传感技术，可监测金属-介质界面附近折射率变化，用于定量分析生物分子相互作用的结合...