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...
无标记生物传感技术快速发展，可用于复杂生物溶液中检测大分子，服务于疾病状态监测、药物发现和基础科学研究。然而，在血清等复杂基质中，非特异性结合会干扰检测；无标记传感器若不使用参考（阴性对照）探针，几乎无法区分非特异性相互作用，只有通过参考减法才能忠实报告特异性结合信号。目前该问题研究较少。本文提出一种受FDA启发的最优对照探针选择框...
基于受体的生物传感器性能常受分析物扩散限制，导致检测时间过长，或因非特异性结合噪声而降低特异性与灵敏度。交流电动力学及其对生物传感的影响是近年研究热点，可通过电致热效应、电渗或介电泳（DEP）改善分析物传质。已有工作表明，借助这些技术提高传质，可将灵敏度提升并缩短检测时间达数量级。要在真实样品和实际基质中实现高灵敏度，避免非特异性结...
无标记生物传感器常受非特异性蛋白结合困扰，影响灵敏度、选择性和检出限。本研究探索利用 ST-石英器件中 Rayleigh 表面声波（SAW）通过声流高效去除非特异性结合蛋白。首先建立 ST-石英 SAW 器件与液体负载耦合的有限元流体-结构相互作用（FSI）模型，预测 SAW 诱导声流相关力趋势。模型表明，在若干 SAW 频率范围内...
自然界通过精确控制生物分子在时空中的分布，实现分子相互作用中特异结合与非特异结合的区分。生物传感器等人工系统依赖从大量非特异相互作用中识别特异分子结合事件，但长期受此问题困扰。尽管生物传感技术取得诸多进展，由于缺乏对非特异结合现象的根本理解，非特异结合仍是关键瓶颈。目前，非特异结合的身份、成因和影响在科学界仍存在争议。本综述基于热力...
本文提出一种新型生物传感方法——生物布拉格光栅（Bio Bragg Gratings, BBGs），其核心是在锥形光学微光纤表面图案化蛋白生物受体衍射结构，将生物识别事件的强度转换为反射光谱中单一反射峰的强度变化。作者通过理论模拟与实验研究，完成了该系统的结构设计、微接触印刷制备和性能优化，并表征了生物分子光栅的形貌与周期。实验以物...
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...
非特异性结合（NSB）是表面型生物传感器的普遍问题，现有方法或增加背景信号或局限于特定换能器界面。本文开发了一种基于微加工超声谐振器的流体动力学方法，利用2.5 GHz谐振频率在液体中产生多个受控微涡旋，进而在固液界面形成清洁力，以选择性去除NSB蛋白。通过有限元方法（FEM）模拟了涡旋诱导的拖曳力、升力与蛋白表面粘附力（范德华力等...
Switchavidin是一种鸡卵白蛋白工程突变体，具有对生物素的可逆结合、对偶联生物素结合亲和力提高以及因表面电荷降低而导致的低非特异性结合等特性。该蛋白在四聚体界面引入M96H，使温和酸性/SDS条件下四聚体解离，从而可完全从生物素化表面移除；R114L提高对偶联生物素的结合，K9E、R124H、K127E中和表面正电荷。这些特...
机械相互作用是生物学的基础：化学起源的力学在细胞尺度决定运动与黏附，在分子尺度调控输运与亲和力。在力学域进行生物传感可独特地测量来自细胞与亚细胞过程的力、位移和质量变化。纳米机械系统在尺寸上与分子相互作用高度匹配，为具有单分子灵敏度的生物探针提供了基础。本文综述微纳尺度生物传感器，重点讨论流体中基于质量与力的快速机械生物传感，以及非...
非特异性结合是生物传感器表面定量分析分析物选择性保留的主要障碍。尽管已有多种抗污单分子层，许多大分子相互作用仍难以分析。本文利用自组装单分子层形成过程的动态特性，优化其物理和化学性质，显著降低非特异性结合，使分析物与固定靶分子的特异性结合得以分析。作者以人谷氨酸脱羧酶65 kDa亚型（GAD65）与人类单克隆抗体的特异性蛋白微阵列为...
新型聚合物材料具有优异光学性能和良好可加工性，推动生物医学诊断产业开发适用于即时检测的低成本一次性生物传感器平台。环烯烃共聚物（COP）Zeonor 是适合生物传感器芯片的聚合物基底，但需表面修饰以获得固定蛋白所需的理化性质。本文通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）共沉积乙二胺（EDA）和3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）...
本文报道了多种用于抑制网状玻璃碳（RVC）电极表面非特异性结合（NSB）的修饰策略，以改善电化学生物传感器在临床和环境分析中的适用性。作者以中性avidin（NA）、中性avidin-碱性磷酸酶偶联物（NA-ALP）和生物素化碱性磷酸酶（B-ALP）为模型蛋白，利用碱性磷酸酶底物二磷酸氢醌（HQDP）在RVC孔内被催化生成电活性产物...
唾液用于即时检测（POC）具有评估全身健康与状态的潜力，但黏度和污染物会影响分析。作者寻找适用于生物传感器等 POC 技术的便携式全唾液前处理方法。将 13 名男性受试者的全唾液各分为 5 份，分别采用冻融离心（FTC）、单独离心、Mini-UniPrep 聚醚砜（PES）滤器、棉质 Salivettes 或泡沫 Oracol 装置...
表面等离子共振（SPR）生物传感器技术因快速、无标记、实时和可重复等优势，被广泛用于生命科学和食品/动物健康分析。然而，在牛血清等复杂生物样品中，血清蛋白与羧甲基葡聚糖（CM-dextran）芯片表面发生严重非特异性结合（NSB），限制了直接检测。本文以牛血清中牛瘦素（bovine leptin）的直接测量为模型，开发并优化了一种用...