生物传感器在现代诊断中至关重要，简易便携系统可实现快速现场检测。本文提出一种基于直接成像的生物传感器，无需光谱仪即可从透射图像重构光谱位移。通过在介电超表面中引入连续几何梯度，器件在不同空间位置编码不同共振波长，从而利用单幅相机图像实现准连续光谱读出。该平台在300微米面积内实现高Q因子、0.1纳米光谱步长和约30纳米光谱窗口，无需...
磁性纳米颗粒（MNPs）可通过表面功能化靶向配体获得对特定生物分子的亲和力。功能化MNP（fMNP）在多价靶标存在下发生聚集，导致磁化状态改变；其磁化信号的第三谐波相位可与多价靶标浓度相关。当fMNP悬浮于血清等蛋白丰富介质时，非靶蛋白会非特异性吸附并形成蛋白冠，可能遮蔽靶向配体并改变靶标亲和力。本文以生物素化MNP靶向链霉亲和素的...
多孔硅（PSi）薄膜在硅基底上的生物传感应用已被广泛研究，尤其适用于多种分析物的无标记光学检测。然而，封闭纳米孔中的质量传输限制使这类传感器难以实现快速响应和低检测限。本文提出一种提高PSi中分子传输效率的策略：将开放端PSi自由膜置于纸基底上，构建流式传感器体系。纸基底不仅提供结构支撑，还通过毛细作用使溶液无需外部泵和微流控通道即...
磁性纳米颗粒（MNP）可通过抗体功能化获得对目标生物标志物的亲和力。功能化 MNP（fMNP）在多价靶标存在下发生聚集，导致其磁化特性改变；靶标浓度可与 fMNP 磁化信号的第三谐波相位成正比。然而，盐浓度也可诱导 fMNP 聚集，并改变电荷稳定型 fMNP 的胶体稳定性，从而产生与靶标浓度无关的磁化变化。为此，作者构建了由生物素化...
二维半导体具有高比表面积、可调电子性质和生物相容性，为高灵敏生物传感器提供了机会，但快速检测低浓度目标物仍具挑战。本文在六方氮化硼（h-BN）上构建了基于n型过渡金属二硫化物二硫化锡（SnS2）的场效应晶体管（FET），用于检测链霉亲和素蛋白（streptavidin, Strep.）。作者设计了芘-赖氨酸-生物素偶联物（PLCB）...
本文提出一种用于预测基于二维（2D）半导体场效应生物传感器电学读出的紧凑模型。该模型解析描述了器件静电特性，包括二维半导体中的电荷密度、屏障氧化物表面电荷的位点结合模型，以及由带电大分子形成的可离子渗透膜与Stern层；并将上述静电过程与生物传感器内部的载流子输运相耦合，利用Donnan电势求解膜内电势分布。模型考虑了影响生物传感器...
本文报道了一种基于双发夹DNA模板铜纳米颗粒（CuNPs）和小分子连接DNA末端保护作用的灵敏、无标记、简便的链霉亲和素（SA）荧光检测方法。作者设计并合成了一种特殊DNA发夹探针，其包含两个聚T单链环和茎部中部的缺口位点。受末端保护相互作用启发，SA与生物素化DNA探针的特异性结合可阻止外切酶对探针的降解，从而保持DNA探针完整性...
本研究开发了一种高灵敏、低成本的羧基氧化石墨烯基平面光波导局域表面等离子共振生物传感器（GO-OW LSPR biosensor），该系统通过测量光强变化实现检测。传感芯片由光波导载玻片和微流控聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基底组成，载玻片表面修饰金纳米颗粒（AuNP）并结合氧化石墨烯（GO）。由于GO富含羧基（–COOH），可固定更...
本文报道了一种用于快速、高灵敏检测植物miR393a的简易超灵敏电化学生物传感器。miRNA在植物生长发育、防御反应及植物—病原互作中发挥关键调控作用，miR393a的检测对植物病害诊断具有重要意义。作者以丝网印刷碳电极（SPCE）为基底，通过滴涂/旋涂构建链霉亲和素（streptavidin）修饰层，并利用EDC-NHS连接子固定...
沃特曼1号色谱纸广泛用于纤维素基免疫分析，通过固定蛋白捕获靶标生物标志物。为满足低成本、可量产的即时诊断需求，本研究评估多种商业纸张作为替代基底的物理特性与蛋白固定能力。研究采用工程化结合蛋白rcSso7d.SA-CBD，其中rcSso7d.SA可高亲和结合链霉亲和素，CBD可结合纤维素，无需化学活化即可将识别元件固定于纸面。通过水...
标志蛋白的定性和定量检测在生命科学和医学中具有重要意义。本文开发了一种基于 DNA 自组装和小分子连接 DNA 末端保护效应的电化学 DNA 生物传感器，用于蛋白检测。该策略以小分子生物素及其受体蛋白链霉亲和素（SA）为模型。将特定序列的 DNA 固定于金电极表面，命名为 M1-Biotin DNA。M1-Biotin DNA 与 ...
蛋白质检测在生物与生物医学研究中具有重要意义。基于荧光标记的免疫分析特异性好，但标记成本高。本文基于G三链体分子信标（G3MB）和硫黄素T（ThT），开发了一种用于蛋白质检测的简单无标记生物传感器。以生物素和链霉亲和素为模型体系。当存在目标链霉亲和素（SA）时，SA与生物素连接型G三链体分子信标（G3MB-b）3′端生物素特异性结合...
本文提出一种通过邻近效应调控核酸聚合的方法，并基于邻近诱导指数扩增反应（EXPAR）构建了超灵敏生物传感器，用于蛋白质（链霉亲和素）和小分子（三磷酸腺苷）的邻近检测。该策略通过改变 DNA 探针的结合位点即可检测多种目标。作者首先利用发夹 DNA 模拟探针–目标复合物，优化引物与模板间互补碱基数，使体系处于亚稳态，仅在目标诱导邻近组...
本文提出一种将均相检测转化为表面固定电化学分析的策略，用于高灵敏检测 microRNA（miRNA）。双生物素标记的 DNA 检测探针（biotin-DNA-biotin）通过链霉亲和素（SA）与生物素的强相互作用，在 SA 修饰电极表面原位组装形成 (SA-biotin-DNA-biotin)n 网络，该网络绝缘电极界面，阻碍 [...
生物传感器中生物识别元件的固定方式直接影响最终性能。在 DNA 检测中，常采用（链霉）亲和素-生物素亲和作用固定生物素标记寡核苷酸或 PCR 扩增子。本文提出 DNA 结合蛋白作为 DNA 固定与检测的通用锚定分子，利用特定 DNA 结合蛋白与其双链 DNA 结合位点之间强而特异的亲和作用。这些结合位点可在合成或 PCR 过程中引入...
开发了一种用于即时检测（POC）的光学腔生物传感器（OCB）。该无标记传感器采用低成本器件和简单制备工艺，在降低总体成本的同时，通过差分检测方法实现高灵敏度。为实验验证其检出限（LOD），作者以链霉亲和素和C反应蛋白（CRP）为对象开展生物传感实验。进一步优化光学腔结构以提高灵敏度并便于流体控制；利用聚合物溶胀特性微调光学腔宽度，显...
本文开发了一种基于纸基电化学发光（ECL）的生物传感器，用于链霉亲和素（streptavidin, SA）的高灵敏检测。该传感器以银微花修饰的纸基传感平台固定发夹链S1，并利用网状DNA功能化PtCu纳米框架（DNA-PtCuTNFs）和靶标触发的DNA walker实现信号放大。加入SA后，生物素标记的行走链S2与SA结合形成DN...
开发 GaN 基量子阱、晶体管等敏感生物传感器时，常需将小分子或蛋白质等生物分子功能化到 GaN 表面。本文以表面功能化为第一步，系统研究了硅烷吸附及超薄硅烷层在 GaN 表面的形成，并进一步实现了四聚体蛋白链霉亲和素以及化学修饰铁转运蛋白铁蛋白（铁蛋白-生物素-罗丹明复合物）的固定。作者采用荧光测量荧光标记蛋白以确定 GaN 表面...
硫醇自组装单分子层（SAMs）通常用于在金表面锚定作为生物传感器识别元件的生物分子。本文提出在生物素化混合 SAM 中设计并合成 N-(2-羟乙基)-3-巯基丙酰胺（NMPA），作为替代策略，以取代由商品化硫醇溶液制备 SAM 后进行原位多步功能化。研究比较了由 3-巯基丙酸（3MPA）与 11-巯基十一烷酸（11MUA）10:1 ...
电化学生物传感器因便携、易用、样品量低和检测时间短，常被视为即时检测（POC）开发的重要基础。目前，由半导体制造技术（SMT）制备电极并结合链霉亲和素生物中介体的无标记亲和电化学生物传感器，在现代生物传感器中表现出最高的重现性、准确性和稳定性；然而，其仍难以完全满足POC指南对这三项指标的要求。本研究旨在解决生物传感器生产过程中导致...