Application of selected biosensor techniques in clinical diagnostics.
疾病生物标志物检测多在血清等粗样中进行，受样品复杂、组分浓度和尺寸范围宽等限制，现有临床诊断方法常耗时且昂贵，早期诊断需要更灵敏、便携的设备。化学传感器可将化学信息转换为适合快速精确处理与测量的参数。本文综述生物传感器在癌症、病毒感染等疾病早期诊断中的应用，重点讨论不同生物识别类型以及可降低检出限的技术改进，这些改进对临床医生具有吸...
New Tool for Rapid and Accurate Detection of Interleukin-2 and Soluble Interleukin-2 Receptor α in Cancer Diagnosis Using a Bioresponsive Microgel and Multivalent Protein Binding.
白介素-2（IL-2）及其可溶性α受体（sIL-2Rα）是癌症和免疫相关疾病的生物标志物。酶联免疫吸附试验（ELISA）虽准确，但步骤繁琐、耗时长，难以用于现场快速诊断。本文开发了一种基于生物响应微球和多价蛋白结合（MPB）的表面等离子共振（SPR）快速癌症诊断方法，无需复杂前处理即可直接检测癌症患者血清中的IL-2和sIL-2Rα...
DNA-facilitated target search by nucleoproteins: Extension of a biosensor-surface plasmon resonance method.
为拓展生物传感器-表面等离子共振（biosensor-SPR）在核蛋白DNA识别研究中的价值，作者对两种ETS家族转录因子Elk1和ETV6的DNA促进靶标搜索进行了比较分析。ETS结构域因高度保守的DNA结合基序而具有多样的理化性质，适合发展基于生物传感器的技术。研究基于一种将蛋白以非特异复合形式定量捕获并呈现给固定化同源DNA的...
SARS-CoV-2 spike protein detection through a plasmonic D-shaped plastic optical fiber aptasensor.
本研究将特异性适配体序列固定于沉积在D形塑料光纤（POF）探针金纳米薄膜上的短聚乙二醇（PEG）界面，利用高灵敏表面等离子共振（SPR）现象监测蛋白结合。以SARS-CoV-2刺突糖蛋白受体结合域（RBD）为靶标开发适配体传感器，并结合表面分析技术、荧光显微镜和等离子体分析表征生物界面。在25–1000 nM蛋白范围内检测SARS-...
10.1021/acsami.1c03715
本文报道利用结合表面等离子共振（SPR）和光波导光谱（OWS）的倏逝波光学生物传感器，原位监测固相表面连接单链DNA（ssDNA）链的生长。通过滚环扩增（RCA）实现grafting-from方式生长，锚定在金传感器表面的ssDNA链随时间逐渐延长并被光学追踪。当聚合物链密度足够高时，ssDNA形成厚度超过10 μm的刷状结构，可支...
On the Use of Surface Plasmon Resonance Biosensing to Understand IgG-FcγR Interactions.
基于表面等离子共振（SPR）的光学生物传感器可实现蛋白质相互作用的实时、无标记分析，已广泛用于治疗性单克隆抗体（mAb）的发现与开发。随着生物药及其生物类似物市场快速增长，SPR在药物发现和质量管理中的作用日益突出。mAb的关键质量属性之一是Fc区N-糖基化；除稳定抗体外，Fc N-糖基化还影响免疫球蛋白G（IgG）与Fcγ受体（F...
Detection of COVID-19 Virus on Surfaces Using Photonics: Challenges and Perspectives.
病毒传播已成为全球威胁，新冠疫情尤为明显，因此快速检测病毒性疾病和感染十分必要。本研究旨在建立一种基于光子技术与人工智能融合的病毒诊断框架，以增强公共场所、市场、医院和机场的医疗防护，因为激光具有独特的光谱特征，可用于病毒分类与监测。同时，本文从技术层面提供见解，帮助研究者识别该领域的可能性与困难。研究内容来自 Web of Sci...
Sensitivity Analysis of Single- and Bimetallic Surface Plasmon Resonance Biosensors.
本文以半胱天冬酶S（cathepsin S）传感器为例，对单金属金（Au）表面等离子共振（SPR）生物传感器与双金属银-金（Ag-Au）SPR生物传感器的灵敏度进行了比较分析。采用经实际系统反射率测量验证的数值模拟共振曲线，分析SPR测量中输出信号Y对近表面传感层折射率n变化的灵敏度∂Y/∂n，以及折射率n对分析物浓度c变化的灵敏度...
Study on a Plasmonic Tilted Fiber Grating-Based Biosensor for Calmodulin Detection.
倾斜光纤布拉格光栅（TFBG）兼具光纤布拉格光栅与长周期光纤光栅的优点，在生化传感领域受到广泛关注。钙调蛋白（calmodulin, CaM）广泛分布于真核细胞，可调节腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶等酶，并介导细胞增殖、环核苷酸代谢等过程；体内CaM水平异常会影响代谢、神经生长和记忆，因此检测其浓度具有重要意义。本文提出并实验验证了一种...
Nanostructured ZnO and ZnO: Pd with MXene overlayer SPR biosensors.
在新冠疫情背景下，开发新型生物传感器具有重要意义。本文对两种光纤表面等离子共振（SPR）生物传感探针构型进行理论建模：金属/氧化锌/MXene 和金属/氧化锌:钯/MXene。探针采用塑料包层石英（PCS）光纤，去除一段包层并镀铝，再沉积氧化锌（ZnO）或氧化锌:钯（ZnO: Pd）纳米复合层及 Ti3C2Tx MXene 外层，利...
Nano-layered surface plasmon resonance-based highly sensitive biosensor for virus detection: A theoretical approach to detect SARS-CoV-2.
新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）引发，现有核酸检测流程耗时且难以满足快速筛查需求。本文提出一种基于表面等离子共振（SPR）的多层纳米结构生物传感器，用于快速检测SARS-CoV-2。该传感器采用BK7棱镜作为基底，依次构建TiO2、Ag、MoSe2和石墨烯多层结构，并在石墨烯表面固定CR3022单克隆...
Surface Plasmon Resonance-Based Fiber-Optic Metallic Multilayer Biosensors.
准确、快速检测与多种健康状况相关的生物分子对现代诊断和治疗至关重要。本文针对光纤表面等离子共振（SPR）生物传感器，采用 N 层矩阵形式对固定角度光谱 SPR 传感方法中的多种金属多层构型进行理论分析。研究材料包括金（Au）、银（Ag）、铝（Al）和铜（Cu），系统考察单层、双层、三层和四层金属膜在总厚度 60 nm 条件下的共振波...
Targeted Sub-Attomole Cancer Biomarker Detection Based on Phase Singularity 2D Nanomaterial-Enhanced Plasmonic Biosensor.
检测低分子量、低浓度小分子癌症生物标志物在早期癌症诊断、治疗监测和复发检测等临床应用中始终具有挑战性且迫切。本文利用原子薄二维相变纳米材料开发了一种高增强等离子体生物传感器，以克服该挑战。通过精确设计原子薄材料构型，成功实现相位奇异性，并获得显著增强的横向位置移动效应。据作者所知，这是全光学技术中首次在传感界面实现大于340 μm的...
Fabrication and measurement of fiber optic localized surface plasmon resonance sensor based on gold nanoparticle dimer.
光纤局域表面等离子共振（FO LSPR）传感器因可便携、实时、远程检测而受到关注，但光纤端面传感面积小常限制灵敏度。为提高性能，需要增强入射光与限定区域内等离子纳米结构的相互作用。两个纳米粒子以纳米间距排列形成的二聚体能有效增强光–纳米结构相互作用，其纳米间隙通过热点效应显著增强受限区域电磁场强度。本文采用苯硫醇处理降低金纳米粒子间...
Nonspecific Binding-Fundamental Concepts and Consequences for Biosensing Applications.
自然界通过精确控制生物分子在时空中的分布，实现分子相互作用中特异结合与非特异结合的区分。生物传感器等人工系统依赖从大量非特异相互作用中识别特异分子结合事件，但长期受此问题困扰。尽管生物传感技术取得诸多进展，由于缺乏对非特异结合现象的根本理解，非特异结合仍是关键瓶颈。目前，非特异结合的身份、成因和影响在科学界仍存在争议。本综述基于热力...
SPR/SERS dual-mode plasmonic biosensor via catalytic hairpin assembly-induced AuNP network.
疾病相关核酸因序列同源且丰度低，在液体活检中难以高灵敏可靠检测。本文提出一种基于催化发夹组装（CHA）诱导金纳米颗粒（AuNP）网络的表面等离子共振/表面增强拉曼散射（SPR/SERS）双模式等离子体生物传感器，用于胃癌相关miRNA-652的高灵敏检测。该传感器包括捕获DNA修饰AuNP（Probe 1）、发夹DNA H1与4-巯...
Enhanced electrochemiluminescence ratiometric cytosensing based on surface plasmon resonance of Au nanoparticles and nanosucculent films.
Ramos 细胞是人伯基特淋巴瘤细胞，其敏感准确检测对癌症相关生物学过程监测具有重要意义。现有比率型电化学发光（ECL）生物传感器主要针对 DNA/RNA 或蛋白质，难以直接用于细胞检测。本研究提出一种基于两种 ECL 响应分子的双电位比率传感策略，用于 ECL 检测 Ramos 细胞。将金纳米多肉膜（AuNFs）电沉积在氟掺杂氧化...
One dimensional magneto-optical nanocomplex from silver nanoclusters and magnetite nanorods containing ordered mesocages for sensitive detection of PD-L1.
程序性死亡配体1（PD-L1）是典型免疫检查点蛋白，其在不同肿瘤细胞膜上的上调可抑制T细胞免疫应答并导致肿瘤细胞免疫逃逸。本研究设计了一种简便且高特异性的表面等离子共振（SPR）生物传感器，基于含有序介孔笼的磁铁矿纳米棒（MNOM）和银纳米团簇（AgNCs）检测人血浆中的PD-L1。通过构建具有优异磁光性质和高信噪比的磁光纳米复合物...
Development of an aptamer-based SPR-biosensor for the determination of kanamycin residues in foods.
本研究开发了一种基于特异性适配体的表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于农食品样品中卡那霉素残留检测。该传感器为不可逆、连续流动适配体传感器，通过适配体与抗生素的特异性相互作用引起敏感微区折射指数变化，SPR 信号变化与卡那霉素浓度成正比。利用石墨烯 π 电子体系对分子的高效结合，比较了化学气相沉积（CVD）石墨烯单层与还原氧化石...
Label-free tapered optical fiber plasmonic biosensor.
本文设计并制备了一种无标记、超灵敏的锥形光纤（TOF）等离子体生物传感器，用于同时检测五种 microRNA 并表现出良好选择性。该平台将金球纳米颗粒（AuNPs）、金纳米棒（AuNRs）和金三角纳米棱柱（AuTNPs）层压于 TOF 表面，以增强倏逝模与局部表面等离子体共振。透射光谱中的吸收凹陷对应各纳米颗粒的特征共振波长；其中 ...