本文提出用于氧化石墨烯（GO）功能化表面等离子共振（SPR）生物界面的吸附驱动理论建模框架。模型不描述特定捕获探针型生物传感器，而关注 GO 修饰界面上分子累积的有效光学换能。框架将棱镜/TiW/Au/GO 多层结构的转移矩阵光学建模与广义 Langmuir–Hill 吸附形式结合，使分析物浓度、表面覆盖度、有效界面折射率和 SPR...
免疫细胞表面特定分子组成的变化是定向免疫应答的重要早期标志物，而现有生物传感器大多聚焦于可溶性疾病标志物。本文报道了一种肽功能化石墨烯生物传感器，可在不依赖特定平台的情况下，高灵敏检测活细胞表面的特定免疫受体。研究以天然免疫细胞关键调节因子甲酰肽受体2（FPR2）为目标，并在两种互补格式中验证：i）石墨烯增强表面等离子共振（SPR）...
本文报道一种酸调控策略，用于在生物传感器界面制备新型肽微阵列。作者首先选择可控孔玻璃（CPG）作为固相肽合成（SPPS）支持物，以建立可在多个场效应晶体管（FET）传感器界面实施的化学方法，最终生成无标记肽微阵列用于蛋白筛选。该化学方案采用叔丁氧羰基（Boc）对每个氨基酸构建块的N端氨基进行临时保护，并在每个SPPS循环后脱除；同时...
本文提出一种用于高性能氧化石墨烯（GO）生物传感器概念的综合晶圆级制造协议，适用于多种生物传感应用。该协议涵盖关键工艺步骤：首先通过气相蒸发在基底上形成硅氧烷单层，随后旋涂 GO 水溶液制备厚度为 1–3 nm 的纳米薄换能层，该薄膜具有优异均匀性；再结合微机械表面加工与光刻、反应离子刻蚀或纳米压印技术，将 GO 换能层转化为所需微...
亲和蛋白质组学广泛用于鉴定参与多种互作组形成的蛋白。蛋白-蛋白相互作用可反映特定蛋白在细胞中的功能，对多功能蛋白尤其重要。丙酮酸激酶（PK）是催化糖酵解最后一步的经典酶，存在PKM1、PKM2、PKL和PKR四种亚型。PKM2在增殖细胞中表达并具有多种非经典“月光”功能，而主要在成人分化组织表达的PKM1缺乏明确记录的月光功能。为评...
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...
本文提出一种固相微萃取（SPME）方法，用于克服传统植物化学鉴定中药活性化合物时分离纯化繁琐、耗时长和有机溶剂消耗大的问题。作者采用层层组装策略制备聚偏二氟乙烯纤维@聚多巴胺@聚乙烯亚胺@受体（PVDF@PDA@PEI@receptor）功能化纤维，将其浸入中药样品溶液，经搅拌后取出，并用有机溶剂使受体结合的配体解离。以黄嘌呤氧化酶...
无标记光学生物传感器是分子相互作用分析的重要工具。过去30年，折射式生物传感器尤其是表面等离子共振（SPR）已成为该领域事实标准，但存在对环境与实验噪声的显著交叉敏感。本文证明，采用空间亲和锁相原理并以光学衍射进行读出的传感器可克服传统折射式生物传感器的缺点。作者将未经稳定化的衍射式生物传感器与商用Biacore 8k进行直接比较，...
G蛋白偶联受体（GPCR）是重要的膜受体家族，细胞实验是评估其相互作用的主要手段，但设计和内禀复杂性限制了应用。基于生物传感器的方法可直接、特异性地报告 GPCR 与 arrestin 或 G 蛋白的结合，可作为替代方案。本文提出一种将不同 arrestin-3 蛋白（野生型及突变体 X：I386A、突变体 Y：R393E）通过组氨...
伪足是细胞表面细长的指状突起，因其纳米尺度特征且信号常与细胞膜混合，难以用电学、力学或光学传感器检测。本文提出一种带微柱的三维纳米等离子体生物传感器，通过合适的化学涂层和物理尺寸，使微柱将细胞膜与纳米等离子体传感面隔开，从而分离伪足与细胞膜信号。该传感器采用具有尖锐Fano共振的三维不对称纳米柱检测伪足，其折射率灵敏度和品质因数分别...
本文为《International Journal of Nanomedicine》2020 年第 15 卷第 2085–2094 页论文“Simultaneous Real-Time Detection of Pregnancy-Associated Plasma Protein-a and -A2 Using a Graphen...
近年来，基于等离子体纳米结构的光学亲和生物传感器受到广泛关注。其传感表面通常由分散在低敏感介质基底上的高敏感电磁热点组成。当敏感区选择性功能化、其余区域钝化时，分析物捕获速率和传感性能强烈依赖纳米等离子体架构。作者此前提出预测此类复杂架构分析物输运的解析模型，但主要基于数值模拟且仅部分验证。本研究测量多种微/纳等离子体结构（微线、纳...
表面修饰连接分子可直接影响生物传感器的性能与使用寿命。它们既要允许生物识别层固定在传感器表面，又要保护表面免受污损效应。近期进展确定了若干可提高表面修饰连接分子层效率、稳定性和抗污效果的关键因素。本文报道了一种新型巯基化聚乙二醇表面修饰分子（DSPEG2）的简单合成方法、结构表征及其作为金表面多功能连接分子的应用。采用飞行时间二次离...
为并行分析数百至数千个分子相互作用，高通量生物传感系统被广泛发展。本研究采用成熟的凝血酶DNA适配体检测体系，比较三种无标记高通量成像系统（自研iRIf、bscreen SCORE和IBIS-MX96 SPRi）以及分析软件和操作人员的影响，并以Octet-RED96 BLI、Biacore3000 SPR和Monolith-NT....
本文报道一种基于多价主客体相互作用的动态超分子策略，用于在材料表面直接组装蛋白质。作者通过一步纳米加工在金表面制备取向良好的β-环糊精（β-CD）自组装单分子层（β-CD-SAM），使β-CD空腔暴露于界面，并与蛋白质表面的疏水氨基酸形成特异性包合复合物。以细胞色素c、胰岛素、α-糜蛋白酶和RNase A为模型蛋白，表面等离子共振（...
本文理论提出一种基于光子自旋霍尔效应（photonic spin Hall effect, SHE）的光学生物传感器，传感结构由BK7玻璃、金（Au）膜和石墨烯片组成。作者建立了光子SHE中自旋相关横向位移与传感介质折射率之间的定量关系。在Au膜表面等离子共振（SPR）效应下，传感介质中生物分子吸附会引起石墨烯附近局部折射率变化，从...
生物偶联金表面是生物传感应用的重要平台。本文以抗人免疫球蛋白 G（anti-IgG）和抗人免疫球蛋白 M（anti-IgM）抗体通过自组装单分子层（SAM）固定于金电极为模型体系，研究其用于后续免疫分析开发的可行性。采用 X 射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）、专用薄膜晶体管（TFT）平台和电化学表面等离子共振（EC-...
本研究报道了一种基于锆基金属有机框架（Zr-MOF，UiO-66）嵌入银纳米团簇（Ag NCs）的新型生物传感器，其中采用靶向癌胚抗原（CEA）的适配体作为模板合成 AgNCs@Apt@UiO-66 纳米复合材料。该复合材料具有良好的生物相容性、电化学活性、高载药能力和强生物亲和性，并可分散形成纳米级厚度的二维纳米复合膜。基于 Ag...
Octet 生物层干涉（BLI）生物传感器为表征抗体-抗原相互作用提供了高通量替代方案，可补充表面等离子共振（SPR）和 SPR 成像（SPRi）平台。然而，Octet 在准确、可重复测定单克隆抗体（mAb）结合速率常数时，常受分析物再结合和传质限制（MTL）影响。本研究针对上述问题，系统优化了 Octet HTX 上 mAb-抗原...
本文基于广义Mie理论，对发射体核包覆银壳的球形纳米结构进行了数值研究。当银壳中的局域表面等离子体共振（LSPR）与核内发射体激子发生强耦合时，消光/散射光谱出现由等离子体-激子劈裂形成的两个峰。作者以TDBC J-聚集体菁染料作为激子发射体，SiO2作为核基质，Ag作为壳层，通过调节核直径和银壳厚度使LSPR共振波长与TDBC吸收...