光子晶体光纤表面等离子共振（PCF-SPR）生物传感器是精密光学传感平台，可检测微小折射率变化。本研究提出一种高灵敏、低损耗、结构简单的 PCF-SPR 生物传感器，用于无标记分析物检测，工作折射率范围 1.31–1.42。除传统仿真外，引入机器学习回归技术预测关键光学参数，并采用可解释人工智能（XAI）方法，特别是 SHAP，分析...
抗菌药物耐药性（AMR）是全球重大威胁，抗生素滥用推动其发展，而缺乏快速监测工具使临床、环境和食品系统中的耐药菌检测困难。碳青霉烯类β-内酰胺抗生素耐药尤为受关注，亟需快速检测方法。本研究采用金纳米颗粒（GNP）等离子体生物传感器检测blaKPC-3、blaNDM-1和blaOXA-1三种碳青霉烯耐药基因。光学信号通过分光光度计和智...
本研究提出一种基于光子晶体光纤（PCF）的表面等离子共振（SPR）双参数传感器，用于同时检测折射率与温度。该传感器采用非对称空气孔晶格：内层椭圆空气孔纵横比为1.5，用于增强双折射；外层圆形空气孔沿轴向排列，以优化表面等离子体耦合。水平方向对称沉积银膜和氮化硅层，构成折射率传感通道；垂直方向加工出涂覆聚二甲基硅氧烷（PDMS）的银–...
本文提出一种基于表面等离子共振（SPR）的生物传感器，采用Kagome晶格启发的空心芯光子晶体光纤（PCF）结构，用于高灵敏检测多种血液生物标志物和分析成分。该传感器通过监测共振波长（RW）漂移来识别水、葡萄糖、血浆、血红蛋白（Hb）等血液成分，以及氪、Sylgard（PDMS）、乙醇、聚丙烯酰胺（PA）和牛血清白蛋白（BSA）等分...
液体活检（LB）因微创、可重复和能动态监测肿瘤演变，已成为癌症诊断的重要方向。本文综述了光学生物传感器在液体活检中的进展，重点评估其检测循环肿瘤细胞（CTCs）、细胞外囊泡（EVs）、外泌体、循环肿瘤DNA（ctDNA）和microRNA（miRNAs）等生物标志物的能力。与传统以传感器为中心不同，本文采用反向映射策略，从乳腺癌、前...
早期癌症筛查受益于能够读取生物流体中微小折射率偏差的光学换能器。本研究建模了一种 Kretschmann 几何表面等离子共振（SPR）生物传感器，依次堆叠铜（Cu）、氮化硅（Si3N4）和 MXene，并评估其对六种肿瘤相关折射率增量（Δn=0.014–0.024 RIU）的响应。传输矩阵计算指导逐层优化：40 nm Cu、7 nm...
本研究提出一种基于二维材料的表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于高灵敏、快速检测癌细胞。传感器采用 Kretschmann 构型，由 BK7 棱镜、ZnO、Ag、Si3N4 及过渡金属二硫化物（TMDCs）层组成，传感介质中引入正常细胞或癌细胞。通过角度探测法，在 633 nm 激发光下比较不同 TMDCs（MoS2、MoSe2...
糖尿病与血糖升高密切相关，表面等离子共振（SPR）生物传感器已成为血糖检测的重要方法。本文提出一种空心环立方结构折射率生物传感器（HRCSRIB），用于监测血液葡萄糖浓度从正常165–180 mg/dL到糖尿病182、205、220、240、255、289及342 mg/dL的变化。该传感器以玻璃/二氧化硅为基底，采用钴材料构建空心...
本文提出一种整合石墨烯、氮化硅和硫醇连接单链DNA（ssDNA）层的表面等离子共振（SPR）生物传感器的理论设计与优化方案，用于疟疾检测及感染阶段区分。研究采用Kretschmann构型，基于传输矩阵法（TMM）对Sys3和Sys4两种多层结构进行模拟，并优化银、氮化硅、石墨烯和ssDNA层厚度。最终设计依据环状体、滋养体和裂殖体感...
快速灵敏检测致病菌对医疗、食品安全和环境监测至关重要，但传统方法在速度和灵敏度上难以满足实时应用。本研究提出一种基于金属-绝缘体-金属（MIM）双环谐振器结构的无标记等离激元光学生物传感器，用于高效检测细菌种类。采用粒子群优化（PSO）优化传感器几何参数，并通过三维有限差分时间域（3D-FDTD）仿真评估，以提高灵敏度和品质因数（F...
本文介绍基于高通量表面等离子共振（HT-SPR）的竞争表位分箱方法，用于系统解析多达数百个单克隆抗体（mAbs）的竞争表位谱。该方法在 Carterra LSA/LSAXT 仪器上，将纯化 mAb 通过 EDC/sulfo-NHS 胺基偶联固定于 HC30M 生物传感器芯片，形成 mAb 阵列；随后依次注入可溶性抗原（Ag）和溶液相...
随着低成本生物传感器需求增长，二硫化钼（MoS2）等新材料受到关注。MoS2 具有导电性、高比表面积和原子级薄层结构，可实现生物标志物的超灵敏检测，并适用于医疗、环境监测和食品安全。与传统材料相比，MoS2 可通过场效应或等离子体共振位移实现无标记检测，同时保持生物相容性和低成本制备优势，有助于疾病早期诊断。本文综述了 MoS2 基...
表面等离子共振（SPR）生物传感器基于全内反射条件下金属-介质界面处的倏逝波传播与光子能量衰减原理。在特定入射光波长、角度和介质折射指数条件下激发等离子体共振；质量或浓度引起的介质折射指数变化会改变共振条件，并以任意响应单位定量读出。SPR系统可实现无标记、实时检测，并提供生物分子相互作用的动力学信息。由于抗体存在稳定性、生产成本和...
B细胞成熟抗原（BCMA）是多发性骨髓瘤（MM）靶向治疗的重要靶点。本文报道基于58个氨基酸三螺旋束Affibody支架开发非免疫球蛋白类抗BCMA亲和蛋白。首先利用天然Affibody噬菌体库筛选获得多个结合BCMA的克隆，其中解离动力学最慢的Fa-G6被用作第二代库模板。通过丙氨酸扫描和热稳定性分析指导构建两个第二代库，筛选得到...
呼吸道合胞病毒（RSV）是毛细支气管炎和肺炎的重要病因，尤其影响儿童、老年人及免疫低下人群。由于检测不足和诊断敏感性有限，RSV相关住院可能被低估。即时检测（POCT）有望实现RSV的快速准确诊断，从而及时干预并减少住院。本文首次开发了一种基于改性塑料光纤（POF）的等离激元RSV生物传感器，并用靶向RSV融合（F）蛋白的特异性抗体...
本研究通过优化表面等离子共振（SPR）生物传感器设计，增强了对志贺毒素（Stx）的检测。志贺毒素是志贺氏菌引起血性腹泻的关键毒力因子。作者比较了不同抗体固定策略，证明蛋白G介导的定向固定显著优于传统共价固定。使用11-巯基十一烷酸修饰芯片的非定向共价固定法性能中等，解离常数KD为37 nM，检出限LOD为28 ng/mL。相比之下，...
电化学表面等离子共振（ESPR）生物传感器因可实时分析和快速检测而在癌症检测中发挥重要作用。本研究设计了一种基于三种不同偶联策略的 ESPR 生物传感器，用于检测肝癌生物标志物甲胎蛋白（AFP）。将 AFP 抗体通过三种策略固定在镀金玻璃传感器盘上：（i）1-乙基-3-[3-二甲基氨基丙基]碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺（EDC/NH...
近年来，纳米技术推动生物传感发生范式转变，纳米等离子体生物传感器将纳米材料与表面等离子共振（SPR）及局域表面等离子共振（LSPR）相结合，用于医学诊断、食品安全和药物发现中的关键检测需求。基于金、银等金属的纳米结构具有增强的光学与电子性质，可在极低浓度下检测生物分子。尽管其变革潜力显著，但稳定性、重现性、成本效益和规模化仍是限制其...
心血管疾病是全球主要死因，早期诊断对降低死亡率至关重要。肌钙蛋白I（cTnI）和肌钙蛋白T（cTnT）是反映心肌损伤的重要生物标志物，其血液水平升高可用于心肌梗死等心脏疾病的早期评估。金属纳米颗粒的尺寸依赖性表面等离子共振（SPR）特性为生物分析物的快速光学检测提供了基础。本文报道了一种基于铜纳米颗粒（CuNP）的肌钙蛋白生物传感器...
本研究基于传输矩阵法与菲涅耳方程，对两种用于低浓度SARS-CoV-2检测的表面等离子共振（SPR）生物传感器Sys3和Sys5进行系统优化。检测浓度覆盖0.01–100 nM，接近临床样本中约10^9个/mL的低病毒载量。Sys3由55 nm银层、13 nm氮化硅层和10 nm单链DNA（ssDNA）层构成，获得品质因数（FoM）...