表面基生物传感器因能依据特征核酸序列监测人类病原体而备受关注。基因传感器依赖物理换能器表面的靶向基因/DNA探针杂交，具有高特异性和理化稳定性，但现有传感材料仍存在表面性质不足的问题，包括杂交密度低、探针取向不佳和生物污染。本文描述并比较两种通过热响应聚合物在玻璃基底上固定DNA探针的功能化方法，以制备性能改进的基因传感器。第一种方...
针对传统布鲁氏菌检测方法存在生物安全风险、孵育时间长和特异性有限等不足，本研究开发了一种基于磁纳米颗粒标记、采用频率混合磁检测（FMMD）的 DNA 生物传感器，用于即时检测（POCT）和定量布鲁氏菌 DNA。该传感器以多孔聚乙烯（PE）滤膜为固相载体，将互补捕获探针固定于其表面；超顺磁纳米颗粒作为磁性标记，通过链霉亲和素–生物素作...
本文提出并演示了一种基于等离子体超表面的传感平台，用于检测极低浓度的脱氧核糖核酸（DNA）片段。该平台采用表面增强红外吸收（SEIRA）光谱，并通过多光谱超表面实现：将不同区域设计为“像素”，分别覆盖单一分析物从功能基团区到指纹区的中红外波段。结合适当的生物功能化，可实现对特定分子的无标记、唯一识别。实验验证中，作者在硅芯片上制备大...
电化学生物传感器能够检测飞摩尔和皮摩尔浓度分子，是现代生物医学的重要工具。本研究考察由垂直取向碳纳米管支撑的柱状石墨烯结构（VACNT-graphene）作为 DNA 生物传感器潜在识别元件的可行性。作者采用数学建模方法构建不同手性单壁碳纳米管与石墨烯纳米网无缝连接的原子超胞，并计算其生长能量轮廓。进一步选取具有导电性的 VACNT...
本研究开发了一种用于登革病毒检测的DNA微光极，基于在琥珀酰亚胺功能化聚正丁基丙烯酸酯（poly(nBA-NAS)）微球上的DNA三明治杂交策略。采用离心法合成平均直径约20 nm的金纳米粒子（AuNPs），并通过静电法吸附到聚电解质包覆的聚苯乙烯-丙烯酸（PSA）乳胶颗粒上。AuNP-乳胶球经Au–巯基结合与巯基化报告探针（rDN...
百日咳主要影响婴幼儿，主要由百日咳博德特菌引起，其次为副百日咳博德特菌。副百日咳博德特菌症状较轻但易被误诊，其流行病学尚不清楚。本研究提出一种快速、灵敏且特异的方法用于副百日咳博德特菌诊断。通过二硫键形成将硫醇末端DNA寡核苷酸（ssDNA SAM）共价固定于硅表面，并用原子力显微镜（AFM）和椭偏仪表征。2 μg/μl、24 h孵...
本研究报道了基于弱聚电解质修饰的电容式场效应电解质-绝缘体-半导体（EIS）传感器在无标记电检测单链DNA（ssDNA）、溶液杂交双链DNA（dsDNA）以及芯片杂交双链DNA中的表面再生与可重复使用性能。传感器栅表面通过静电吸附阳离子弱聚电解质聚烯丙基胺盐酸盐（PAH）进行修饰，用于固定负电DNA分子。结果表明，仅需在已固定或杂交...
葡萄品种多样性使葡萄酒风味与品质差异显著，品种真实性检测对防止掺假和保障商业公平具有重要意义。DNA因在加工中较RNA、蛋白质和次生代谢物更稳定，已成为食品真实性检测的重要分子标记。本研究旨在评估一种基于长周期光栅（LPG）的无标记DNA光学生物传感器在不同Vitis vinifera L.基质中的检测能力。作者从叶片、葡萄汁和葡萄...
本文报道了一种用于检测钩端螺旋体菌特异性DNA的锥形光纤传感器。将直径125 μm的单模光纤（SMF）拉锥至12 μm腰径，并在锥形区依次用氢氧化钠（NaOH）、3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和戊二醛进行功能化，以共价固定探针DNA，再与互补DNA杂交。在1500–1600 nm波长范围内测量透射光谱，发现波长偏移随互补DN...
无标记核酸检测利用光纤换能器，避免了传统检测中昂贵的荧光标记步骤，但其灵敏度受换能器设计与构型限制。本文提出一种高灵敏度无标记光纤生物传感器，采用高双折射（Hi-Bi）椭圆石英微光纤的偏振干涉特异性检测DNA分子。微光纤Sagnac干涉仪将目标单链DNA（ssDNA）浓度的微小变化转换为偏振干涉光谱的波长漂移。传感器对100 pM至...
纳米间隙电极因高长径比和易于通过电流-电压测量获取电学特性，被视为分子电子与生物分子检测的有前景平台。然而，纳米尺度器件在低电压下即可产生强电场，使标准 I-V 测量和电极表面修饰成为关键问题。本文研究了不同表面修饰方法对纳米间隙电极在 DNA 目标电检测测试电压下的影响。纳米间隙电极由两个相对金电极组成，间隙约 50 nm，并用两...
本研究报道了一种基于二氧化钛（TiO2）结晶纳米颗粒与铝叉指电极（IDEs）的新型电流-电压DNA生物传感器，用于特异性检测大肠杆菌O157:H7单链DNA。传感器表面用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（APTES）化学功能化，以在TiO2纳米颗粒与羧基修饰单链DNA探针之间建立有机-无机界面连接，同时保持传感体系物理特性。E. col...
本文首次报道了一种基于微腔的脱氧核糖核酸（DNA）光学生物传感器，采用合成蓝宝石作为光学谐振腔。将半径约500 μm、折射率1.77的蓝宝石微球置于光纤半耦合器上，在1510 nm处测量其透射光与弹性散射光强度。蓝宝石微球的回音壁模式（WGM）共振角模间距为0.43 nm，与其光学尺寸相符。将36碱基探针DNA共价固定于蓝宝石微球表...
本文报道了一种基于硫醇修饰壳聚糖（SH-CHIT）自组装单层（SAM）的核酸生物传感器平台。以硫乙醇酸（TGA）为修饰剂，在壳聚糖氨基端引入巯基，并通过 Au–SH 亲和作用在镀金玻璃片上形成 SH-CHIT/Au 电极。傅里叶变换红外光谱证实 TGA 与壳聚糖形成酰胺键，生物相容性实验表明修饰后壳聚糖仍保持生物相容性。电化学研究表...
本文报道了一种用于痕量汞离子（Hg2+）检测的DNA分光光度生物传感器。该传感器将一对含四个胸腺嘧啶-胸腺嘧啶（T-T）错配碱基的寡核苷酸固定于修饰玻璃表面。首先，玻璃表面用3-(巯基丙基)三甲氧基硅烷（MPTS/MSPT）和约30 nm金纳米颗粒（AuNPs）修饰；5'端以巯基己醇修饰的寡核苷酸P1通过Au-S自组装固定于AuNP...
本文报道了一种基于肽核酸（PNA）功能化微结构光纤布拉格光栅的无标记DNA生物传感器，用于特异性检测囊性纤维化（CF）相关点突变DNA序列。作者先在刻写有布拉格光栅的微结构光纤（MOF）毛细孔内表面进行硅烷化与化学活化，将靶向CF基因W1282X突变序列的PNA探针共价固定。含突变序列的寡核苷酸（ON）溶液渗入光纤毛细孔后，与PNA...
绝缘体上硅（SOI）晶圆是光学集成电路最具吸引力的平台之一，有望实现高性能超大规模集成（ULSI）和器件微型化。本研究基于对多孔硅微腔（PSM）光学特性的仿真，通过电化学刻蚀在 SOI 晶圆上成功制备了用于 1555.0 nm 光波长 DNA 检测的高效 PSM。反射光谱中半高宽约 26.0 nm 的窄谐振峰赋予器件高 Q 因子，从...
本文报道了一种新型简单多孔硅多基对称光子晶体核酸生物传感器，用于检测昆虫（Microdera puntipennis dzungarica）抗冻蛋白基因。该传感器通过电化学刻蚀高p型硅制备，结构遵循(n1n2n3)6(n3n2n1)6序列，其中n1、n2、n3代表不同折射率层。与多种多孔硅光子结构相比，多基层结构更易制备且稳定性更好...
尽管已有多种基于DNA链置换的分子器件设计，但尚无明确用于实现逻辑推演的系统。本文提出一种新的核酸生物传感器模型，利用DNA或RNA链编码简单诊断规则，例如“若DNA链1存在则疾病A”或“若DNA链1和DNA链2同时存在则疾病B”。该模型以链置换为基本操作，使编码规则与输入信号相互作用，并释放代表诊断结论的核苷酸链输出。输出信号既可...
炭疽杆菌（Bacillus anthracis）因其质粒编码的毒力因子而具有生物武器威胁，其中 lef 基因编码致死因子。本文报道了一种基于光子晶体结构并采用全内反射（TIR）构型的快速、高灵敏炭疽 DNA 生物传感器。用于检测 lef 基因时，将单链 lef 探针 DNA 进行生物素化，并通过生物素—链霉亲和素相互作用固定于传感器...