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）...
柔性等离子体元传感器器件利用多层 Ag/Al2O3/云母实现可调等离子共振，是重要研究方向。本文报道柔性 Ag/Al2O3/云母多层平台及其在柔性生物传感器和光子发射器件中的优异性能。采用白云母单晶作为光学透明且机械柔性基底。通过 X 射线衍射和透射电镜表征 Ag/Al2O3/云母多层膜。结合光学吸收、数值模拟和反射测量确认生物传感...
甘氨酸是最简单的氨基酸，参与嘌呤、卟啉、谷胱甘肽、肌酸和尿酸等重要生物分子的合成，其血浆浓度与肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝、精神分裂症及多种癌症等病理状态相关。现有甘氨酸定量方法如液相色谱-串联质谱、高效液相色谱和气相色谱-串联质谱虽然准确，但设备昂贵、样品前处理复杂且耗时。本文报道一种基于固定化漆酶和表面等离子共振（SPR）的...
亲和生物传感器的设计与开发受系统复杂多物理场特性影响，理解目标分子与固定受体之间的结合相互作用及其动力学，是发展稳健可靠生物传感器技术的关键步骤。对于基质复杂的临床样品，结合动力学评估更加重要且更具挑战。尽管生物传感器技术取得显著进展，但由于基础理解有限，对结合动力学的实际感知仍是关键瓶颈。本综述系统讨论亲和生物传感器中结合动力学感...
膀胱癌复发率高，需要频繁监测。本文报道一种基于pH响应三链DNA纳米开关（TDNs）的表面等离子共振（SPR）生物传感平台，用于顺序检测膀胱癌相关microRNA-183（miR-183）和microRNA-155（miR-155）。该平台在SPR传感界面上组装两种pH响应三链探针：开关A（SA）和开关B（SB），并通过SA/miR...
随着已知基因组序列数量与多样性增加，利用可穿膜小分子调控基因表达的机会不断增多。增强小沟结合剂对 DNA 序列的识别能力，有望拓展其在转录因子调控等领域的应用。现有小沟结合剂可识别纯 AT 或 AT/GC 混合序列，但难以区分不同 AT 序列。本文报道了一类可选择性结合含 -TTAA- 或 -TATA- 小沟序列、而非其他 AT 序...
Microvirin（MVN）是一种已知可与 HIV-1 包膜糖蛋白 gp120 发生单价相互作用的凝集素。此前报道的高分辨率结构已定义了 MVN 的甘露二糖结合腔，但结构本身并不能直接说明结合位点各残基对结合能的贡献。为阐明 MVN 与 HIV-1 Env 糖基化表位相互作用的本质，本研究通过定点突变评估 MVN 甘露二糖结合位点...
新冠疫情凸显了对快速、敏感且可靠的SARS-CoV-2检测工具的需求。本研究开发并优化了一种表面等离子共振（SPR）生物传感器，通过引入先进材料提高灵敏度与特异性。研究系统优化了银层厚度、氮化硅介电层厚度、二硫化钼（MoS2）层数和硫醇锚定单链DNA（ssDNA）识别层厚度，以在灵敏度、分辨率和衰减之间取得最佳平衡。最优构型由45 ...
本研究设计、制备并测试了石墨相氮化碳/壳聚糖（g-C3N4/CS）生物传感器，利用葡萄糖、尿液、乳糖和氟他胺（FLT）等 10 μM 化合物进行评价，对 FLT 表现出 200 μM−1 的高灵敏度。研究采用有效介质理论和有限差分时域（FDTD）模拟，预测石墨相氮化碳与壳聚糖纳米复合膜的最优模式与等离激元性质，并考察壳聚糖含量变化对...
生物传感器技术的持续发展推动了用于医疗诊断的先进功能材料研究，噬菌体因高特异性、高准确性、快速、无标记和无线检测能力以及极低的假阳性率而展现出独特价值。噬菌体病原菌检测生物传感器（PBPDBs）主要包括表面等离子共振（SPR）生物传感器、磁弹性（ME）生物传感器、电化学生物传感器和石英晶体微天平（QCM）生物传感器。常用基底包括金、...
本文提出并理论模拟了一种基于开环谐振器（SRR）的多模折射率（MMRI）等离子体光学传感器，用于检测多种脑癌细胞。该传感器采用有限差分时间域（FDTD）方法模拟，在1500–3500 nm反射谱中呈现双共振模式，实现了多模等离子体生物传感。通过详细参数分析，优化关键尺寸参数，并利用金、银、铝的共振特性实现可调且高灵敏的光相互作用。第...
随着光子技术的发展，光子晶体光纤（PCF）已成为构建高灵敏、高效生物传感器的重要器件。本文提出一种优化的领结形（bowtie-shaped）PCF 表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于增强折射率（RI）传感。该设计采用外部传感机制，可在 RI 1.32–1.44 范围内表征性能；通过选择较大的晶格间距（pitch）和金层高度简化...
亚甲基蓝是工业废水、地下水和地表水中常见的阳离子有机染料，属于持久性新兴污染物，可能危害人体健康和环境。本研究开发了一种用于检测亚甲基蓝的表面等离子共振（SPR）生物传感器，采用 Kretschmann 构型，在 BK7 棱镜上沉积 3 nm 铬和 50 nm 金膜。首次将固定于金表面的漆酶作为该有机染料的生物识别元件。酶通过 ED...