DNA 具有明确且可设计的序列识别能力，可作为分子识别元件用于构建简单、快速、灵敏的生物传感器，检测小分子、蛋白质、无机离子和小有机分子等目标物。表面等离子共振（SPR）生物传感器是一种实时、无标记的光学检测工具，通过监测贵金属表面附近折射率的微小变化来表征生物分子相互作用。本文系统而批判性地综述了基于 DNA 的 SPR 生物传感...
蛋白污染是食品、制药和家用工业中的严重问题。本研究通过实验与数学建模，考察了利用蛋白酶枯草杆菌蛋白酶A（subtilisin A）从纤维素表面去除鲁布斯科（Rubisco）蛋白污染的过程。纤维素表面通过在表面等离子共振（SPR）生物传感器芯片上构建自组装单分子层（SAMs）制备，先将微晶纤维素与α-硫辛酸偶联，再经硫-金键固定于金表...
本文报道了首个用于新型且重要心脏生物标志物半乳糖凝集素-3（Galectin-3，Gal3）的光学生物传感器，以抗Gal3抗体作为生物识别元件，采用表面等离子共振（SPR）技术转导生物亲和事件。免疫传感平台构建于硫醇化金表面，通过自组装聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）与氧化石墨烯（GO）四层双分子层进行修饰，随后共价连接3-氨基苯...
超材料（MM）启发的微波生物传感器为诊断方法和预后工具提供了有价值的补充。其基本原理是利用健康组织与病变组织之间独特的介电特征差异，结合非电离辐射，提供与超声设备相当的分辨率和准确性，因而适用于无创、无标记生物传感。高Q因子超材料谐振器与微流控系统集成后，可凭借小检测体积和紧凑尺寸加速片上实验室和即时诊断。本文综述了基于先进超材料生...
本文提出一种基于二维过渡金属二硫化物（TMDCs）的表面等离子共振（SPR）生物传感器，以提高生化传感灵敏度。该传感器将不同种类的二维 TMDCs（MoS2、MoSe2、WS2、WSe2）涂覆在金属薄膜两侧，并在异质结构表面引入石墨烯作为生物分子识别层。通过优化 TMDCs 层数、金属厚度及结构参数，可增强光与材料相互作用和局域场增...
本研究建立、验证并应用了一种基于表面等离子共振（SPR）生物传感器的活性成分识别系统（SPR-AIRS），用于筛选信号转导与转录激活因子3（STAT3）配体。首先从四个方面考察系统性能：（1）STAT3固定芯片的特异性，表明其可用于从复杂混合物中筛选STAT3配体；（2）系统线性与检出限，确定最低有效回收循环数为5个循环；（3）芯片...
高危人乳头瘤病毒（HPV16和HPV18）是宫颈癌的主要病因，病毒癌蛋白E6/E7在HPV相关宫颈癌发生中起关键作用，因此体内检测这两种癌蛋白可为患者管理提供重要诊断信息。Affibody分子因分子小、肿瘤定位快、血液清除快，已成为分子成像探针的候选。本研究基于实验室获得的两个单体Affibody分子ZHPV16E7和ZHPV18E...
整合膜蛋白在药物发现中至关重要，但其表达、纯化和体外稳定仍极具挑战。无细胞转录-翻译系统为复杂蛋白生产提供了替代方案，却因翻译后折叠不当而难以用于整合膜蛋白。本文以嵌合钾通道 KcsA-Kv1.3（K-K）为模型，研究影响无细胞表达膜蛋白体外折叠的关键因素，包括脂质和去垢剂等人工双分子层环境。研究发现，将超折叠绿色荧光蛋白（sfGF...
为加速微生物检测，研究者常利用噬菌体的宿主特异性、丰富性和安全性作为生物传感元件，但裂解循环限制了其应用。本研究克隆并表征了噬菌体lambda尾部蛋白J的C端片段，将其N端融合His标签（6HN-J），经IPTG诱导表达、His亲和层析纯化，SDS-PAGE显示约38 kDa，Western blot证实为His融合蛋白。ELISA...
超顺磁性纳米颗粒（SPMNPs）因其独特磁性、优良生物相容性、易于表面修饰和低成本而受到关注。其超顺磁性和磁泳迁移特性使其被引入免疫分析，以提高生物传感器灵敏度并实现多种分析物的快速检测。本综述描述了 SPMNPs 用于生物传感器的关键特性，包括利用 SPMNPs 提高表面等离子共振（SPR）和巨磁阻（GMR）生物传感器的检测能力。...
多价配体-受体相互作用是靶向纳米偶联物设计的基础，但多价结合背后的物理黏附力仍缺乏系统理解。本研究以第5代聚酰胺胺（G5 PAMAM）树状大分子为多价支架，设计三种万古霉素（Van）偶联物 G5(Van)n（n=0、1、4），用于细菌靶向，并采用表面等离子共振（SPR）光谱和原子力显微镜（AFM）评价其与细菌模型表面的结合亲和力和黏...
本文提出一种基于石墨烯-MoS2杂化结构并采用低折射率MgF2棱镜的新型表面等离子共振（SPR）生物传感器构型，旨在提高灵敏度与品质因数（FOM）。该结构由MgF2棱镜、氯化钾（KCl）缺失层、保护用单层石墨烯、铝（Al）金属层、单层二硫化钼（MoS2）和传感界面单层石墨烯组成。通过传输矩阵法与有限差分时域法优化各层参数，发现KCl...
单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes, L. monocytogenes）是重要的食源性致病菌，其早期检测与疾病负担评估对食品安全和公共健康至关重要。若食品工业未能检出该病原菌，可能造成严重后果并危害人体健康。因此，将多种检测与溯源方法整合到整个食品供应链中，有助于识别主要污染源。近年来，快速、低成本病...
本研究报道了一种羧基功能化二硫化钼（MoS2-COOH）表面等离子共振（SPR）免疫传感器。作者采用单氯乙酸（MCA）对 MoS2 进行羧化修饰，氯原子占据 MoS2 硫空位并形成强键，使 -COOH 含量达 30.1%，从而提高表面羧基密度和蛋白质共价结合能力。所制备的 MoS2-COOH SPR 芯片仅需 20 μl 样品即可实...
结核病是由结核分枝杆菌复合群（Mycobacterium tuberculosis complex, MTBC）引起的严重传染病。世界卫生组织报告，2017年约630万人罹患结核病，2000—2016年约5300万人死于该病，因此早期诊断对全球公共卫生至关重要。传统PPD皮试和抗体辅助检测存在灵敏度不足、耗时长、后续处理繁琐等缺点，...
传感器表面在光学生物传感器技术中起关键作用。金表面硫醇自组装单分子层虽常用，但硫醇-金键易降解，影响性能与耐久性。N-杂环卡宾（NHC）可在金表面形成亲和力更高、稳定性更好的自组装单分子层。本文报道了三种基于NHC自组装单分子层和羧甲基化葡聚糖（CM）层的可调亲和捕获生物传感器表面：NHC-链霉亲和素（NHC-SA）、NHC-亚氨基...
用于人体健康与运动表现监测的传感器需要在器件界面具备生物识别元件（BREs），以检测可作为生物状态指标的关键分子标志物。肽、抗体和核酸等 BREs 在传感器表面附近与标志物结合，产生与标志物浓度成比例的信号。然而，发现具有足够灵敏度和选择性、能在低浓度下结合标志物的 BREs 仍是基础挑战。本研究提出一种计算机模拟（in-silic...
动物疫病是动物死亡的主要原因，给农业经济造成重大损失。传统诊断方法通常耗时2–10天，费用高，且需要大型设备和专业人员。生物传感器技术的发展为动物疫病诊断提供了新的有前景的方法。生物传感器具有操作简便、实时分析、灵敏度高、微型化、检测快速和成本低等优点，正被积极开发用于动物疫病诊断。本文总结了用于检测动物病毒、细菌和寄生虫感染性疾病...
定量分子结合亲和力是药物研发和生命科学研究的重要组成。本章概述表面等离子共振（SPR）光谱法监测蛋白-蛋白相互作用的实用方法，重点介绍基本实验设计，包括配体固定、分析物注射、表面再生和数据评价，并简要总结 SPR 表位分箱实验。SPR 生物传感器可无标记实时监测分子相互作用：一个结合伙伴作为配体固定在传感芯片表面，另一个作为分析物通...
羰基二亚胺介导的胺偶联是将蛋白配体固定到阴离子聚羧酸水凝胶（如羧甲基葡聚糖）传感器芯片的主要共价固定方法，广泛用于表面等离子共振（SPR）等光学生物传感器。通常利用略酸性、低离子强度下的静电作用富集中性和碱性配体，再与表面N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）酯共价偶联。然而，该方法不适用于酸性蛋白或等电点较低的核酸等配体，因为酸性条件下聚羧...