低浓度小分子检测对现有化学与生物传感器具有挑战性。本文设计了一种基于对称金属包层等离子体波导（SMCW）的高灵敏等离子体生物传感器，用于检测生物分子。通过精确设计结构并调节导波层厚度，可激发超高阶导模，从而在折射率变化时产生陡峭相位变化和较大的 Goos–Hänchen 横向位移。该位移与 SPR 传感基底反射信号的光学相位变化锐度...
本文综述了MXene及其纳米复合材料在生物传感中的研究进展与新兴挑战。MXene是一类由早期过渡金属碳氮化物衍生而来的二维材料，具有金属导电性、丰富表面化学、亲水性、良好生物相容性和高生物分子负载能力，可用于检测多种分析物。文章系统总结了MXene的合成方法、结构表征及其相对于其他二维材料在生物传感中的优势，并重点讨论了其氧化稳定性...
P-糖蛋白（P-glycoprotein, P-gp）在肿瘤细胞中高表达可导致多药耐药（MDR），联合 P-gp 抑制剂是逆转 MDR 的潜在策略。本研究建立无标记、无去污剂体系，将表面等离子共振（SPR）生物传感器与苯乙烯马来酸（SMA）聚合物膜蛋白稳定技术结合，用于筛选潜在 P-gp 抑制剂。首先用 SMA 从 MCF-7/AD...
阐明中药活性成分对理解中药作用机制、促进合理用药及中药新药开发具有重要意义。表面等离子共振（SPR）技术在该领域具有应用前景。本研究提出一种基于SPR的整合策略，用于筛选和分析中药主要活性成分，并以白芍（Radix Paeoniae Alba, RPA）为例，通过肿瘤坏死因子受体1（TNF-R1）解析其抗炎机制。首先，利用SPR筛选...
本文报道了一种基于石墨烯–二硫化钼（MoS2）杂化结构的高灵敏度表面等离子共振（SPR）生物传感器。该传感器由BK7棱镜、5 nm Cr粘附层、50 nm Au等离子体层、四层MoS2和单层石墨烯组成。基于传输矩阵法（TMM）的数值模拟表明，四层MoS2与单层石墨烯修饰使传感器最大折射率灵敏度达到282°/RIU，约为传统Au基SP...
基于表面等离子共振（SPR）的生物传感器可实现无标记、高灵敏度分析物检测，无需样品前处理。然而，SPR 在生物样品病毒检测中的应用仍有待拓展。氧化石墨烯（GO）具有良好生物相容性及丰富羟基、羧基，已用于蛋白质和金属离子传感。本研究探索 GO 修饰对 SPR 传感器灵敏度的影响，并构建 GO 修饰的傅里叶变换 SPR（FT-SPR）传...
本文研究无标记光学生物传感器的分析性能，重点考察生物传感器可测得的分析物诱导折射率变化，即折射率分辨率。作者建立了折射率分辨率与光学平台参数之间的解析模型，说明分辨率不仅取决于传感结构的折射率灵敏度和共振峰宽度，还受共振峰深度、光强水平、光电探测器容量及时间/空间平均等因素影响。论文指出，传统品质因数FOM（灵敏度与谱峰宽度之比）虽...
本文报道了受 Neidle 实验室启发的 DNA 小沟结合药物设计研究。作者制备并系统考察了多种双胍衍生物与 5′-GAATTC-3′ 结合位点的相互作用，采用生物传感器-表面等离子共振（SPR）和 X 射线晶体学等方法。苯并咪唑-噻吩模块是优良的小沟识别单元，苯并咪唑-噻吩-苯芳香体系中的中心噻吩可提供匹配 DNA 小沟形状的最佳...
本文提出并实验验证了一种基于多模光纤（MMF）-空心光纤（HCF）-多模光纤（MMF）结构的光纤表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于原位 DNA 杂交分析。为提高 DNA 杂交检测灵敏度，作者提出基于金纳米颗粒（AuNPs）放大的夹心检测模型。首先通过共价键将探针 DNA（pDNA）固定于光纤传感区；随后利用生物素与链霉亲和素的...
本文延续 Ken Breslauer 等关于小分子阳离子与 DNA 小沟结合热力学的基础研究，系统考察了具有不同末端阳离子基团的吡啶基序列特异性小沟结合剂与 DNA 的结合热力学。作者采用生物传感器-表面等离子共振（biosensor-SPR）和等温滴定量热（ITC）方法，从两方面拓展小沟结合剂研究：一是使用可识别含单个 G•C 碱...
基于光学纤维与分子印迹纳米颗粒（nanoMIPs）的等离激元生化传感已被证明是实现超低检测限的有力方法，其中通过模板辅助合成制备的聚合物受体 nanoMIPs 在结合分析物时发生变形，可显著提升灵敏度。本文报道了一种在硅基光扩散光纤（LDFs）中构建的表面等离子共振（SPR）传感器，其传感表面功能化了对人血清转铁蛋白（HTR）具有特...
自新冠疫情暴发以来，全球研究团队开发了多种诊断检测平台，其中光学与等离子体生物传感器具有应用前景。局域表面等离子体共振因场强高度集中可提供高灵敏度器件。利用光子晶体光纤激发局域表面等离子体模式是场基应用的有利途径，而光子准晶体相比常规光子晶体具有更高对称性、更各向同性的布里渊区以及更易实现光子带隙。本文利用光子准晶体光纤设计了一种表...
循环肿瘤细胞（CTC）检测仍面临巨大挑战，部分原因在于CTC丰度低（1–10 cells/mL）。本文提出一种等离子体倾斜光纤布拉格光栅（TFBG）生物传感器用于乳腺癌细胞检测。该传感器由18° TFBG构成，光纤表面镀有50 nm厚金纳米薄膜，并固定针对GPR30的特异性抗体；GPR30是多种乳腺癌中表达的膜受体，作为捕获探针。体...
异常糖缀合物已被明确视为癌症诊断的潜在生物标志物。Tn 抗原是一种过度表达的 MUC1 O-糖，在多种癌症中受到广泛关注。本文研究了用一类新型儿茶酚胺类分子印迹聚合物（MIPs）替代抗 Tn 单克隆抗体的可能性。MIPs 是近年来在生物分析应用中展现出前景的合成受体，对印迹目标具有高灵敏度和特异性。本文报道了将原创的聚去甲肾上腺素（...
新冠疫情使全球面临健康与经济风险。本文从理论上提出一种新型光纤等离子体生物传感器，用于高灵敏、可靠且可重复地检测SARS-CoV-2。该传感器以Ag-Au合金纳米颗粒薄膜作为等离子体活性层，并在其表面覆盖石墨烯层，以增强生物分子吸附；同时采用硫醇连接DNA层作为识别配体，用于捕获SARS-CoV-2相关核酸。作者将两种近期策略结合于...
表面固定的配体–受体复合物是生物信号转导和细胞黏附的关键组分，也在单分子检测与生物技术中日益重要。本研究利用表面固定化传感方法，实时测量多种表面固定肽配体与其自由受体之间的结合动力学。作者以WD40重复蛋白5（WDR5）为受体，考察五种14残基SET1Win肽配体通过Win结合位点与WDR5及其突变体的相互作用。在生物层干涉（BLI...
无标记直接光学生物传感器（如表面等离子共振，SPR）已成为中心实验室生化分析的金标准。基于光子集成电路（PIC）的生物传感器采用相同的物理传感机制，即倏逝场传感，有望在医疗尤其是即时诊断中发挥重要作用，但需克服从研究实验室向工业应用转化的挑战。当前研究正处于关键节点，为健康与环境领域的现场分析带来机遇。本文简要介绍 SPR 与 PI...
人乳头瘤病毒（HPV）传播与口腔癌和口咽癌发生密切相关，临床研究者可能需要为酶联免疫吸附试验（ELISA）分析定制抗体，以发现稀有但具有重要价值的生物标志物。本研究旨在开发并建立一种基于生物传感器的免疫分析方法，通过唾液冲洗液分析早期筛查HPV相关口腔癌。作者设计并合成了高危HPV 16/18型E6蛋白的肽片段（HP-1，蛋白序列4...
本文综述了发光型、表面等离子共振（SPR）型和碳基生物传感器在分子、疾病与污染检测中的最新进展。生物传感器凭借快速、特异、低反应时间和高输出等优势，可替代部分传统检测方法。文中讨论了生物化学发光、热化学发光、电化学发光及生物发光等发光传感机制，指出其在免疫分析中具有高灵敏度，可检测至阿托摩尔水平；SPR基于金属-介质界面折射率变化，...
CRISPR 分子系统已成为核酸检测的有前景技术。本文报道了一种表面等离子共振（SPR）传感器，其表面功能化一层局部生长的石墨炔（graphdiyne）薄膜，并与催化失活的 CRISPR 相关蛋白 9（dCas9）偶联，实现优异传感性能。dCas9 蛋白固定在传感器表面，并与特异性单链引导 RNA（sgRNA）复合，从而无需扩增即可...