本文报道一种基于纳米流体电动力学原理的悬浮纳米颗粒晶体（S-NPC）电学读出生物传感器。紧密堆积的纳米颗粒在微孔中形成纳米通道网络，当通道尺寸与Debye长度相当时，离子电导主要受表面电荷密度控制。作者利用标准硅微加工制备50 μm厚硅膜上的20 μm×20 μm微孔，将单分散纳米颗粒悬浮液装入背腔，经蒸发诱导自组装形成S-NPC，...
本文提出一种基于酶催化聚苯胺（PANI）目标引导形成的超灵敏电化学生物传感器，用于检测梅毒螺旋体（Treponema pallidum）特异性 polA 基因片段 DNA。该检测依赖 DNA 杂交和生物素-链霉亲和素相互作用：生物素标记辣根过氧化物酶（HRP）与链霉亲和素修饰的杂交体结合后，以杂交 DNA 为模板形成头-尾结构的 P...
许多生物传感器应用基于链霉亲和素（SA）与部分生物素化自组装硫醇单分子层（SAM）的结合。本研究在金表面制备由16-巯基-1-十六烷醇（硫醇I）和N-(8-生物素基-3,6-二氧杂辛酰胺基)-16-巯基十六酰胺（硫醇II）组成的二元SAM，采用氯仿或乙醇为溶剂，并以不同组分比例孵育24 h。随后利用SA-生物素强相互作用将SA固定于...
本文展示了一种基于透射局域表面等离子共振（T-LSPR）的简单无标记生物传感器制备方法。该平台由银纳米颗粒阵列构成，可在几分钟内通过台式化学方法制备。阵列采用模板技术并结合溶液中 Ag+ 的光还原制得。随后，金属表面用生物素连接硫醇配体功能化，用于从溶液中结合链霉亲和素分子。对于直径 19 nm 的银纳米颗粒阵列，蛋白-配体结合饱和...
本文报道一种将周期性纳米孔阵列集成于薄金膜并置于微流控脂质膜环境中的无标记动力学生物传感器。利用表面等离子体激元介导的异常光透射效应，脂质膜表面分子结合引起局部折射率变化，使纳米孔透射峰发生位移，从而实时监测结合过程。作者用聚焦离子束在200 nm金膜中制备直径200 nm的纳米孔阵列，并在金膜表面及孔内形成磷脂膜；荧光成像显示磷脂...
纳米线/纳米管生物传感器因高灵敏度和快速响应而备受关注，但器件间电学参数差异导致定量检测不可靠，是实际应用的主要障碍。本文提出一种基于数据分析的纳米线生物传感器校准方法，以显著抑制传感响应的器件间差异。作者发现生物传感器栅压依赖（dIds/dVg）与绝对响应（电流绝对变化ΔI）之间存在强相关，并以In2O3纳米线FET检测链霉亲和素...
为开发用于病毒病原体快速检测与分型的全光学生物传感器，作者研究了利用III-V族量子半导体强光致发光发射构建生物传感架构的关键问题，即如何将目标分析物特异性固定于GaAs表面。该材料可用于包覆InAs量子点等III-V量子半导体微结构。文中报道了GaAs(001)表面的生物功能化：先用浓氨水蚀刻去除表面氧化物，再在去氧乙醇中以1:1...
本文报道了一种用于电学无标记检测生物分子相互作用的纳米间隙生物传感器。作者利用硅各向异性湿法刻蚀在绝缘体上硅（SOI）晶圆的器件层上制备纳米级间隙结构，通过控制初始窗口尺寸和沉积材料厚度，获得小于60 nm且可单独寻址的纳米间隙器件。器件由SOI硅基底、埋氧层、硅纳米间隙、Al2O3绝缘/钝化层和Cr/Au电极组成。金表面经氧等离子...
本文报道了一种利用种子生长法合成尺寸分布较窄的双折射文石微球的方法。文石是碳酸钙亚稳态晶型，具有强正单轴双折射，适合在光镊中施加和测量扭矩。为克服文石在生物缓冲液中快速溶解的问题，作者采用有机硅与二氧化硅复合涂层对微球进行后处理：先以 3-氨丙基三甲氧基硅烷（APS）在表面形成胺基功能化薄层，再用正硅酸乙酯（TEOS）水解缩合形成二...
本文报道了一种基于微型金属-半导体-金属（MSM）光电探测器的化学发光生物传感器，用于实时检测生物分子。该传感器采用半导体制造工艺，在100 μm×100 μm活性区制备了83条250 nm金属线、278 nm间距的叉指结构，并以90 nm二氧化硅钝化层隔离液相。器件在0.4 V偏压下工作，在1.46 mW/cm2光照下信噪比达36...
本文报道一种免更换、无表面修饰的无线无电极石英晶体微天平（QCM）生物传感器。利用链霉亲和素（SA）在裸石英表面的显著非特异性吸附作为固定化基础，通过生物素标记的识别元件捕获目标分析物。传感器采用30 µm厚AT切石英片，基频约55 MHz，由外部线天线无线激励和检测，无需金属电极，可半永久使用。作者定量比较了SA、蛋白A、BSA、...
天然四聚体链霉亲和素以超紧结合（Kd 10^-13至10^-14 M）捕获并固定生物素化分子，而工程化单链链霉亲和素仅具有可逆结合（Kd 10^-7 M）。为获得兼具天然链霉亲和素固定能力和单链链霉亲和素可逆反应性的理想工程链霉亲和素，作者通过分子建模设计了一对工程生物材料：工程单链链霉亲和素M6，其生物素结合位点附近引入半胱氨酸C...
本文提出一种用于理性设计基于单个金纳米颗粒局域表面等离子共振（LSPR）位移的无标记生物传感器的解析模型。该模型将单个等离子体纳米颗粒散射光的峰波长与其表面结合的分析物分子数相关联，并给出解析公式，以预测传感器关键性能指标，如分子检测限（MDL）和动态范围；这些指标可表示为纳米颗粒几何尺寸和检测系统参数的函数。模型可计算单个金纳米棒...
本研究采用细胞表面展示策略，将金结合多肽（GBP）融合蛋白展示于大肠杆菌表面，从而实现细胞在金表面的固定。编码GBP的DNA与截短fadL基因融合，由tac启动子表达；为展示Streptomyces avidinii的核心链霉亲和素（cSA），将cSA基因与截短oprF基因融合。在大肠杆菌表面同时展示FadL–GBP和OprF–cS...
本研究从担子菌蘑菇 Pleurotus cornucopiae（Tamogitake）中发现两种新型生物素结合蛋白，命名为 tamavidin 1 和 tamavidin 2。它们是首次在鸟类和细菌以外生物中发现的类卵白蛋白蛋白。序列分析显示，tamavidin 1 和 tamavidin 2 与卵白蛋白（avidin）的氨基酸同一...
本文提出并实验验证了一种基于纳米流体通道稳态扩散的蛋白复合物形成生物传感方法。利用纳米限域空间降低生物分子有效扩散系数的特性，该方法可监测两种蛋白之间的结合亲和力。作者建立了纳米缝中蛋白浓度分布的理论模型，表明由两个结合生物分子形成的复合物在纳米通道中受驱动时，其稳态荧光扩散轮廓比单个蛋白更宽。实验采用荧光标记链霉亲和素（Alexa...
微通道表面蛋白吸附的可控性对提高生物传感器与生物芯片的灵敏度、准确性和重现性至关重要。本研究在聚二甲基硅氧烷（PDMS）微通道表面，利用温敏聚合物聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAAm）实现了温度响应蛋白吸附。为建立通用蛋白吸附控制方法，作者采用生物素—链霉亲和素化学，合成了共价修饰PNIPAAm的链霉亲和素（PNIPAAm–StAv...
本文提出一种简便且通用的碳纳米结构制造方法，利用电子束光刻和抗蚀剂热解制备碳纳米图案。采用负性电子束抗蚀剂SAL-601，在惰性气氛中热处理，获得碳纳米图案；通过湿法刻蚀下层牺牲氧化层，制备悬空碳纳米结构。作者制备了自由站立碳纳米结构，其中纳米桥宽130 nm、厚15 nm、长4 μm，并研究了电子束曝光剂量对抗蚀剂厚度和图案展宽的...
本文报道了一种基于碲化镉量子点（CdTe QDs）的电化学生物传感器，用于识别模型蛋白链霉亲和素（neutravidin）。该传感器将生物素作为识别元件，通过半胱胺自组装单分子层固定于金电极表面；捕获的量子点-链霉亲和素偶联物经 1 M HCl 溶解后释放镉离子，并在铋膜电极（BiFE）上于 −1.2 V 富集 3 min，随后用阳...
本文报道了一种基于噬菌体受体的无标记光流体环谐振器（OFRR）生物传感器，用于生物分子检测。与抗体相比，噬菌体受体具有明显优势：可从大规模随机肽库中通过亲和选择获得针对多种分析物的高特异性、高灵敏度受体；噬菌体生产流程更简单、成本更低；且能耐受高温、极端pH和变性剂等恶劣环境，从而降低环境限制并允许传感表面再生。作者以展示链霉亲和素...