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...
乳腺癌基因合成序列的灵敏定量检测对相关生物传感研究至关重要。针对传统传感器检测超低浓度局限，本研究开发了一种新型光纤生物传感器，结合纳米材料敏化与纳米颗粒信号放大策略。制备了基于单模光纤–细芯光纤–多模光纤–单模光纤结构的光纤传感器，并用黑磷（BP）纳米界面进行功能化。通过盐老化法将巯基修饰互补DNA（cDNA）共价固定于金纳米颗粒...
太赫兹生物传感器因可用于高灵敏度痕量溶液检测而受到关注，但传统方法受太赫兹波空间分辨率限制以及极性溶剂（尤其水）强吸收制约，难以实现紧凑、快速、痕量测量。本文报道一种基于非线性光学晶体（NLOC）的紧凑型反射式太赫兹生物传感器，其表面制备少数不对称超原子阵列。飞秒激光聚焦于砷化镓（GaAs）基底时，通过光整流在约20 µm光斑处局部...
DNA 是遗传信息存储与传递的核心分子，其序列分析可用于遗传病诊断、基因表达监测和病原体检测。传统 PCR 和 NGS 存在流程复杂、成本高、需专业计算等局限，因此亟需无酶、无扩增的快速低成本 DNA 检测策略。本研究提出一种 DNA 功能化波导增强纳米等离子体光流生物传感器，将等离子体金纳米粒子（AuNPs）与玻璃平面波导（WG）...
为提高多孔硅光学生物传感器实时检测生物分子的灵敏度，本文提出一种基于双信号光检测的非光谱多孔硅光学生物传感技术。双光检测将折射率变化检测与荧光变化检测相结合，采用量子点标记探针分子以检测靶分子。第一信号光为从多孔硅布拉格镜（PSBM）表面反射的检测光，其波长与PSBM光子带隙边缘一致；CdSe/ZnS量子点标记探针DNA后，与多孔硅...
聚簇规律间隔短回文重复（CRISPR）技术因高特异性被广泛用于核酸检测。本研究利用HaloTag与其烷烃氯配体之间高度特异且不可逆的结合，将失活CRISPR/Cas9（dCas9）进行生物素修饰，构建用于核酸检测的CRISPR生物传感器。该传感器制备简便，并能较好保留DNA识别能力。进一步将生物层干涉（BLI）技术与该CRISPR生...
金黄色葡萄球菌是医院感染和食源性疾病常见病原菌，亟需高灵敏检测方法。本文报道一种基于金纳米颗粒（AuNPs）和滚环扩增（RCA）的太赫兹（THz）超材料生物传感器，用于高灵敏检测金黄色葡萄球菌。RCA过程扩增金黄色葡萄球菌DNA片段，产生大量长单链DNA分子；这些分子与AuNPs偶联形成复合物，使样品折射率显著升高，从而增强超材料的...
本文报道了一种基于二氧化钛纳米颗粒（TiO2 NP）介导的电阻式生物传感器，用于检测大肠杆菌O157:H7（E. coli O157:H7）的DNA片段。作者采用溶胶-凝胶法合成TiO2纳米颗粒，并利用微光刻技术制备叉指传感器电极，构建无标记电子生物传感器。传统大肠杆菌DNA检测通常需要培养或扩增，制备与检测时间超过3天；本方法无需...
本文报道了一种基于负介电电泳（DEP）光谱的生物传感检测方法，用于短单链DNA中的单核苷酸多态性（SNP）识别。作者将生物素化聚苯乙烯微球（PM）通过链霉亲和素与生物素化单链DNA结合，使微球表面携带不同末端或倒数第二核苷酸的DNA序列。在叉指电极产生的非均匀交流电场中，微球受到与频率相关的负DEP力；该力与微球在溶液中的漂移速度成...
滚环扩增（RCA）是一种线性等温核酸扩增技术，因垫锁探针识别具有高度特异性而广泛用于生物分子检测。磁性微珠（MMBs）可在多步检测中通过外部磁铁实现样品分离与转移，而光磁测量可通过磁性纳米颗粒（MNPs）的旋转扩散性质检测扩增产物，并可在任意透明样品容器中完成。本文提出两种将MMB样品处理与芯片上光磁检测整合到RCA检测中的策略。策...
高配位碲化合物对含硫醇化合物具有特殊反应性，且与其生物活性相关。本研究将该性质引入碲功能化表面，利用此类化合物作为连接子，将巯基化生物分子（如DNA）固定于微悬臂梁表面。碲化物衍生物凭借氧化还原性质充当可逆结合剂，可实现微悬臂梁表面再生，使其用于后续生物分子固定并循环使用功能表面。研究首先合成了新化合物4-((3-((4-甲氧基苯基...
临床对超灵敏分子分析的需求推动了多种具备单分子读出能力的终点检测技术发展。这些终点检测主要受限于分子识别元件对目标分析物的亲和力与特异性。相比之下，具有单分子读出的动力学检测可通过测量平衡状态下单个结合事件的持续时间，区分低丰度高亲和的特异结合与高丰度低亲和的非特异背景结合。本文报道了一种动力学检测方法，在样品孵育过程中实时检测并监...
本文首次报道了一种基于DNA酶的通用生物发光传感器，用于无标记检测多种生物分子，包括10-23 RNA切割DNA酶和目标DNA。DNA酶可诱导含核糖腺苷（rA）底物的循环切割，随后外切酶III（Exo III）消化切割产物并释放大量AMP，启动AMP焦磷酸化-ATP去焦磷酸化循环，从而产生增强的生物发光信号。该传感器可实时监测DNA...
本文为《Scientific Reports》原论文《A liquid-crystal-based DNA biosensor for pathogen detection》的更正声明。原论文报道了一种基于液晶的 DNA 生物传感器，用于病原体相关 DNA 的检测。该更正指出，原论文在引言部分关于 DNA 杂交检测系统的文献综述中遗...
本文报道了一种表面声波（SAW）DNA生物传感器，通过协同利用表面质量效应实现人血清中信号放大且序列特异性的DNA检测。该传感界面将酶介导的DNA延伸反应（同时贡献粘弹性和质量分量）与原位银纳米颗粒合成（贡献质量分量）相结合，构建了具有协同质量负载的SAW检测平台。当靶DNA与表面固定的捕获探针杂交后，其暴露的3'-OH末端在末端脱...
本文报道了一种基于一维光子晶体微环谐振器（PhCR）的无标记光学生物传感器。该器件在绝缘体上硅（SOI）平台制备，微环中引入周期性空气孔形成一维光子晶体波导，使局域光学模式与空气孔内表面及顶表面产生更强光-物质相互作用，从而同时检测孔内和表面结合的分析物。与常规微环谐振器相比，PhCR 在体积折射率传感和表面生物分子传感中的灵敏度均...
本章综述压电激励毫米级悬臂梁（PEMC）生物传感器的设计、制备、表征与应用。文中讨论了传感器的换能机制、传感原理和工作模式，重点介绍用于DNA和RNA检测的生物识别策略与表面功能化方法，尤其是基于自组装的硫醇化DNA探针固定策略。同时给出通过二次结合实验、可逆结合实验以及互补换能机制集成来验证生物传感器响应的方法，并列举医学诊断、食...
本文报道了一种基于还原氧化石墨烯（RGO）的电容式实时生物传感器，用于检测 DNA 杂交。首先通过介电电泳将悬浮氧化石墨烯（GO）膜组装在晶体管源极与漏极电极之间，随后在 5% 氢气/95% 氮气混合气氛中于 180–250 °C 进行低温退火还原，以优化 RGO 膜的表面官能团、电导率和悬空结构。结果表明，200 °C 退火 2 ...
本文报道了基于巨磁阻（GMR）生物传感器阵列检测双链DNA靶标时两种变性策略的比较。表面固定DNA探针，目标链经生物素标记后通过链霉亲和素磁性纳米颗粒（MNP）与传感器表面连接，从而将DNA杂交事件转换为磁阻信号。该平台动态检测范围为40 pM至40 nM，结果高度可重复，并可实时监测结合信号。第一种策略为芯片外热变性后，依次在芯片...
本文提出一种具有原子分辨率的超高灵敏度表面声波（SAW）生物传感器，用于DNA序列和细胞检测。在LiNbO3基底上制备叉指换能器（IDT），经优化设计与工艺，在6.4 GHz三阶谐波模式下实现超过4000的品质因数（Q）。该传感器对目标DNA在1 μg/mL至1 ng/mL范围内呈良好线性响应，灵敏度达6.7×10^-16 g/cm...