表面固定的寡核苷酸通过液面运动（meniscus motion）进行“分子梳ing”，并暴露于向列液晶（LC）。尽管寡核苷酸短至16个碱基，该过程仍使其取向，并成功影响邻近液晶材料的取向。单链DNA（ssDNA）诱导液晶取向沿梳方向；杂交形成的双链DNA（dsDNA）则使液晶方位取向相对梳方向旋转约30°。为表征该手性响应对混合ss...
本文采用基于全矢量H场有限元方法，对用于检测DNA杂交的水平槽波导生物传感器结构进行优化设计。该传感器基于硅上绝缘体（SOI）平台，由上下两层多晶硅波导芯夹持低折射率槽区构成，光以准TM模在低折射率槽区集中传播。槽区内通过硅烷连接层固定单链DNA（ssDNA）探针，当互补ssDNA杂交形成双链DNA（dsDNA）时，传感层折射率由1...
本文报道了一种基于管状微马达的DNA生物传感器，该传感器仅在存在DNA靶标时产生运动信号。这种“开启”特性通过DNA杂交招募铂纳米颗粒-DNA偶联物作为微马达的运动诱导催化剂实现。作者以PEDOT/Au微管为基底，将DNA探针固定于内层金表面，并利用PtNP-DNA偶联物在靶DNA存在时杂交结合到微管表面。随后PtNP催化过氧化氢分...
本文提出一种基于光子力显微镜（PFM）的无标记生物传感器，通过光镊操控表面功能化聚苯乙烯微球，在液相中垂直扫描样品表面，测量微球表面探针生物分子与基底表面靶标生物分子之间的特异性结合与断裂力。以生物素化 DNA 寡核苷酸为探针、互补寡核苷酸为靶标，利用链霉亲和素/亲和素-生物素连接固定，通过力-位移曲线中的断裂力区分特异性结合与非特...
本文报道了一种基于电导的无标记 DNA 生物传感器，利用 DNA 介导的长程电子传输实现 DNA 杂交的直接电学检测。该平台由金纳米间隙传感器阵列构成，采用标准光刻与聚焦离子束光刻在绝缘体上硅（SOI）晶圆上制备。纳米间隙侧壁通过硫醇金键共价固定短的反对称巯基化单链 DNA 捕获探针，探针两端各含 19 个碱基，分别与目标 DNA ...
本文报道了一种基于金纳米粒子（AuNP）修饰氧化铟锡（ITO）玻璃表面的双模态 DNA 生物传感器，可在同一传感界面上同时开展电化学阻抗谱（EIS）和局域表面等离子共振（LSPR）检测。作者采用循环伏安（CV）法将 HAuCl4 直接电沉积到 ITO 表面，形成 AuNP 层，并通过改变施加电位、KCl 浓度和 CV 循环数调控 A...
本文提出一种基于2.4 GHz振荡频率偏移的射频生物传感器平台，用于无标记、实时检测生物分子结合事件。系统由振荡器、高Q表面声波（SAW）滤波器和射频功率检测器组成。其基本原理是：生物分子在平面谐振器表面固定后，会改变谐振器的电阻、电感和电容等阻抗特性，进而引起振荡器频率发生偏移。由于目标生物分子质量和尺寸很小，直接频率偏移通常极小...
提高DNA杂交检测灵敏度是微阵列和生物传感器领域的重要问题。本文证明，通过精细调节杂交缓冲液组成，可使松散吸附在云母表面的互补单链DNA（ssDNA）分子发生杂交。在云母表面上，自由扩散的互补ssDNA链相遇后，单分子DNA杂交仅需数分钟即可完成。值得注意的是，即使存在大量无关DNA，互补ssDNA之间的特异性杂交也不受影响。单分子...
肽和寡核苷酸（ON）的直接固相合成要求载体材料具有较高化学稳定性。本研究考察了两种氨基硅烷化合物——3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷（APDMES）对多孔氧化硅多层结构的钝化能力，用于制备光学无标记寡核苷酸生物传感器。作者还通过光谱反射法研究了在氨基硅烷修饰的多孔氧化硅表面经原位合成直接生长的13...
本文报道一种新型无标记光学生物传感器，将可调光子晶体谐振反射器用作外腔激光腔的波长选择反射镜。光子晶体由低成本塑料材料制备，其共振波长可因表面生物分子吸附而发生移动；半导体光放大器为激光过程提供增益，使器件通过正入射非接触照明光子晶体并将反射光直接返回放大器，形成简单检测系统。作者演示了单模连续波激光波长受生物分子诱导的平滑调谐。由...
本文提出一种基于硅基槽波导环谐振器的无标记生物传感器，用于检测DNA杂交事件。作者采用基于全矢量H场有限元方法，对槽波导中准TE和准TM模式的场分布、有效折射率、功率限制因子及灵敏度进行数值分析。槽波导由两条纳米尺度硅轨构成，光场被限制在低折射率槽区，从而增强光与传感介质相互作用。传感表面先修饰1 nm硅烷连接层，再固定8 nm单链...
DNA的可及性与结合亲和力是影响表面生物传感器技术中杂交效率的两个关键参数，更高的可及性通常带来更高的杂交效率。传统方法常采用单链DNA与巯基己醇混合单层，以降低空间拥挤和静电排斥，提高表面固定寡核苷酸对互补目标DNA的可及性。本文未使用巯基己醇单层，而是通过在不同pH条件下进行微悬臂梁差值偏转测量，证明DNA表面杂交效率在pH 7...
目前关于基于局域表面等离子共振（LSPR）的纳米生物传感器用于基因突变检测的报道较少。本研究旨在开发一种新型 LSPR 生物传感器用于检测 p53 基因突变。采用纳米球光刻法制备银纳米颗粒，设计 DNA 探针识别目标序列，并通过胺基配体共价偶联法固定于芯片表面。将合成寡核苷酸或从血液样本基因组 DNA 中 PCR 扩增的产物与固定探...
本文报道了一种基于局域表面等离子体（LSP）的新型高分辨率生物传感器。该传感器由金纳米棒阵列构成，并通过棱镜耦合的全内反射激发纳米棒上的LSP；采用偏振对比成像同时利用反射光的振幅和相位变化，提高折射率变化检测灵敏度。作者对传感器灵敏度进行了表征，并以DNA杂交为模型检测实验，将其与常规高分辨率表面等离子共振（SPR）生物传感器进行...
本研究报道了一种基于多孔硅（PSi）模板制备有序纳米孔金阵列的方法，用于无标记光学检测寡脱氧核苷酸（ODN）。在低电解电流和低浓度氯金酸（HAuCl4）溶液中，可在PSi表面电沉积金纳米层，所得PSi模板纳米孔金（Au–PSi）阵列复制了PSi的纳米孔结构并保留其光学性质。傅里叶变换反射干涉光谱显示，由于金膜折射率较低，Au–PSi...
本研究针对用于消逝波光子生物传感器的薄膜聚酰亚胺旋涂硅片，优化了由硅烷化、生物素化和链霉亲和素结合组成的表面功能化流程，以构建生物特异性配体固定平台。聚酰亚胺膜作为导波层，对光学质量、膜厚和表面粗糙度要求较高。作者先在氧等离子体活化的聚酰亚胺表面结合3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS），再用马来酰亚胺-PEG2-生物素（M-PEG...
CombiMatrix微阵列具有12544个独立电极，可在原位电化学合成用户定义的DNA探针。作为替代方案，本研究将商品化合成的DNA探针固定于电聚合聚吡咯（Ppy）修饰的单个电极上。杂交检测采用生物素标记靶寡核苷酸，分别以Cy5-链霉亲和素进行荧光检测，或以辣根过氧化物酶（HRP）-链霉亲和素进行酶增强电化学检测。通过改变Ppy沉...
本文报道了将光纤马赫-曾德尔干涉仪（fiber-optic Mach–Zehnder interferometer, MZI）用作高精度温度传感器，并研究微小温度波动对该器件作为表面生物传感器可靠性的影响。光纤MZI利用纤芯模式作为参考臂、包层模式作为传感臂，周围介质折射率变化会改变包层模式有效折射率，从而引起干涉谱变化。作者以10...
本文报道一种无标记光学检测技术——全内反射椭偏术（TIRE），用于研究生物分子与功能化聚合物表面之间的相互作用。Zeonor（ZR）是一种环烯烃聚合物，具有低自荧光、高光学透过率和优异化学耐受性，因易于加工而非常适合作为光学生物传感器平台材料，并可通过引入多种反应性化学基团进行表面功能化。本文在羧基功能化 ZR 表面上演示了 TIR...
本文报道了一种基于电容读出和超薄硅微膜阵列的 DNA 突变检测方法。该生物传感器利用超薄硅膜在生物分子相互作用引起表面应力变化时发生偏转的特性：探针 DNA 分子固定在微膜表面，当与互补目标链杂交时，膜表面应力改变，使柔性膜相对固定基底偏转，从而改变二者之间的电容。所制备的传感器阵列包含 16×16 共 256 个传感位点，可在小面...