在几乎所有生物传感器中，生物基质内非特异性结合会显著降低灵敏度。一种克服该问题的方法是设计能够选择性按尺寸摄取蛋白的传感器。本文制备了一种蛋白-聚合物共价偶联薄膜生物传感器，其自组装为含交替蛋白和聚合物纳米域的层状结构。分析物在蛋白区被捕获，聚合物域限制大分子扩散。以链霉亲和素（SA，52.8 kDa）和单体链霉亲和素（mSA2，1...
适配体生物传感器是生物传感领域的重要技术，其性能高度依赖于适配体在传感表面上的高效、可控固定。本文提出以链霉亲和素化学修饰的纳米孔阳极氧化铝（NAA）作为适配体固定平台，用于固定生物素化凝血酶结合适配体（TBA）。利用反射干涉光谱（RIfS）对TBA在NAA孔道内壁上的固定过程进行实时监测，系统表征了从氨基硅烷化、生物素偶联、链霉亲...
过去十年转基因植物的快速发展与商业化推动了快速、灵敏的转基因检测方法的发展。在转基因生物（GMO）检测与监测策略中，表面等离子共振（SPR）满足相关要求。该光学技术通过测量薄金属层（如金）附近因金属-溶液界面生物分子相互作用引起的折射率变化进行无标记实时检测，并可应用功能化金纳米颗粒（AuNPs）增强信号强度。本研究开发了一种 Au...
与外泌体等细胞外囊泡亚型不同，微囊泡（MVs）表面缺乏明确且通用的标志物，导致难以检测全部MVs群体。本文报道一种基于还原氧化石墨烯（RGO）场效应晶体管（FET）生物传感器的高灵敏电学检测方法，通过膜生物素化策略实现MVs的通用检测。在细胞培养过程中向培养基中加入DSPE-PEG-Biotin，可获得生物素化微囊泡（B-MVs），...
智能手机兼容生物传感器有望提升偏远地区诊断质量，但受限于手机消费级探测器，现有器件难以达到传统仪器性能。本文报道一种受超表面启发的图案化等离子体梯度（PPG/SPPG）生物传感器，利用连续变化的等离子体纳米天线阵列将局部折射率信息转换为二维光学图案。该器件可将亚单层分子引起的微小折射率变化转化为等共振环的位置与面积变化，并通过智能手...
模体积重叠因子是决定传感器灵敏度的关键参数。过去数十年，许多方法被提出以提高光场与分析物的重叠，但受限于硅上绝缘体（SOI）平台沿垂直方向的不对称折射率分布，亚波长光栅超材料（SGM）波导传感器的灵敏度进一步提升面临挑战。本文提出并演示了基座型SGM微环谐振器，通过受控undercut蚀刻形成基座结构，降低垂直方向折射率不对称性，从...
本文报道了一种与智能手机兼容的低成本多孔硅生物传感器，其核心是将多孔硅微腔（PSiM）的结构色与光谱强度相关联。当目标分子被捕获并进入PSiM孔道时，多孔硅有效折射率发生变化，引起反射光谱位移和可见结构色变化；该变化可通过智能手机相机图像分析进行量化。系统仅需带通滤波器和3D打印盒等最少外部附件，利用手机LED闪光灯作为光源、手机相...
本研究聚焦由聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PGMA）刷和硫化镉量子点（CdQDs）构成的一维等离子体光栅的制备及其无标记生物传感性能。通过表面引发原子转移自由基聚合在硅基底上制备 PGMA 刷线阵列（PBLA），并在其上共价固定生物素修饰的 CdQDs。PBLA 等离子体光栅在 441 nm 处呈现吸收峰，而固定于 PBLA 上的 CdQ...
阻抗生物传感器的检测限通常受背景非特异性结合限制，但文献中报道的多数检测限均在洁净缓冲液中测定，未面对真实样品中的背景分子挑战。本文采用最简单的差分阻抗生物传感器，以聚-L-赖氨酸接枝聚乙二醇-生物素（PLL-g-PEG-biotin）修饰的金电极作为工作电极，以聚-L-赖氨酸接枝聚乙二醇（PLL-g-PEG）修饰的金电极作为参考电...
本文首次报道了石墨烯纳米间隙电极在电学生物传感中的应用，用于检测生物分子相互作用。作者以链霉亲和素-生物素体系作为模型系统评估传感器性能。链霉亲和素标记的金纳米颗粒（strep-AuNPs）与生物素功能化纳米间隙发生高亲和结合，使金纳米颗粒在间隙中定位并桥接两侧石墨烯电极，从而引起器件电导变化。研究通过系统改变纳米间隙宽度、金纳米颗...
将功能纳米材料与光学微/纳米光纤（OMNFs）集成可带来新的光学性质，并为多种传感应用提供通用平台。然而，作为传感器关键元件的 OMNF 本身很少被研究。本文以微/纳米光纤基局域表面等离子共振（LSPR）传感器为模型，重点研究光纤直径的优化及其对传感性能的影响。理论和实验结果均表明，通过减小光纤直径，折射率灵敏度可显著提高。随后，作...
本文报道一种低成本光学腔生物传感器，采用差分检测方法用于即时医疗诊断。为验证无标记实时传感能力，检测生物素化牛血清白蛋白（BSA）。链霉亲和素被引入光学腔结构并固定于3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）修饰表面；用去离子水冲洗未结合链霉亲和素后，引入未标记生物素化BSA。CMOS相机实时采集穿过光学腔传感区的780 nm和850 n...
本文报道了一种用于核酸检测的荧光侧流层析试纸条方法。该方法以藻红蛋白（PE）和异硫氰酸荧光素（FITC）作为荧光标记，利用普通数码相机和彩色乙烯基片作为截止滤光片进行荧光成像。经聚合酶链式反应（PCR）扩增后，生物素化PCR产物先与带有3′端poly(dA)尾的互补寡核苷酸探针杂交，再与链霉亲和素-荧光偶联物一起加样至试纸条。层析过...
通过偶联剂NAS将热敏聚合物聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)与链霉亲和素(SA)共价连接，制备智能聚合物复合体PNIPAAm-co-SA。DSC显示其LCST仍为32°C，可在低温溶胀与高温收缩沉淀之间可逆转变。利用SA与生物素的高亲和力，该复合体在PBS中对生物素标记物捕获效率接近100%，在血清中高于70%，且经三次加...
本文提出采用反应磁控溅射制备的氮化钛（TiN）薄膜作为替代金基的表面等离子共振（SPR）传感材料。通过原子力显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱表征其物理化学性质。在白光共路传感系统中，不同厚度TiN薄膜的波长调制共振峰可从573 nm调至627 nm；其中29.8 nm厚TiN薄膜对折射率变化表现出1.932×10^-7 RIU的...
本研究开发了一种基于空间位阻杂交检测的电化学生物传感器，用于链霉亲和素的高灵敏检测。信号链 sig-DNA 的 3′端共价连接 CdSe 量子点，5′端修饰生物素；捕获链 cap-DNA 为 sig-DNA 的互补链，5′端修饰硫醇并固定于金电极表面。当链霉亲和素存在时，其与 sig-DNA 上的生物素结合，形成大分子复合物并产生空...
无标记生物传感器适用于定量分析生物分子间或生物分子与药物之间的特异性相互作用，以及生物流体中诊断标志物的定量。与依赖标记的方法相比，只需将相应诱饵分子固定在传感器表面，即可在数分钟内建立针对特定猎物分子的检测。然而，无标记生物传感器的广泛应用仍受限于诱饵固定通常不可逆，每次成功或失败尝试都需要昂贵的新芯片。本文提出一种通用方法，利用...
癌症生物标志物检测对于确定靶向治疗路径具有重要意义，但血液中标志物浓度通常较低，需要高灵敏度的荧光成像与精确检测方法。本研究成功开发了基于垂直氮化镓（GaN）微柱（MP）阵列的荧光生物传感器，用于 CA15-3 抗原的荧光传感与定量测量。高有序垂直 GaN MP 阵列可实现 CA15-3 抗原在阵列各微柱特征上的固定，使荧光标记微柱...
场效应晶体管传感器（FET-sensors）因超高灵敏度、无标记、低成本和微型化潜力，在近二十年生物分子传感中受到关注。pH 传感已实现商业化，但用于生物分子检测的 BioFET 仍受限于器件设计优化不足、重复性差和灵敏度不稳定，这些问题源于生物结合动力学、表面化学、双电层物理与电子工程的交叉性。本文对文献中 FET 传感器 pH ...
本文提出一种低成本纳米等离子体（生物）传感器，基于在镀金偶氮玻璃基底上由正交叠置的表面浮雕光栅（SRG）形成的交叉表面浮雕光栅（CSRG）。该表面等离子共振（SPR）传感方法具有独特性：除 SPR 偏振转换发生的窄波段外，通过 CSRG 的透射光几乎为零，因此可实时定量监测仅来自生物分子相互作用的等离子体信号。作者通过观察各自 SP...