结直肠癌（CRC）早期常无症状且结肠镜具侵入性，因此发展非侵入性生物标志物检测方法对降低死亡率至关重要。miR-451已被报道为CRC相关候选生物标志物。本文提出一种基于金纳米颗粒（AuNPs）的原位单颗粒光谱检测策略，用于无扩增定量检测miR-451。在功能化微流控基底上固定AuNPs，可实时监测单颗粒局域表面等离子共振（LSPR...
青霉素G（PEN）是广泛用于人兽医学的β-内酰胺类抗生素，但其在兽医中的过量使用可导致牛奶和肉类等动物源食品中残留，进而引发抗菌药物耐药风险并影响奶酪发酵。因此，开发快速、灵敏的抗生素检测方法十分迫切。本研究采用DNA适配体作为识别元件，结合石英晶体微天平-耗散监测（QCM-D）与局域表面等离子共振（LSPR）双模方法检测PEN，并...
α-突触核蛋白寡聚体在帕金森病（PD）早期诊断中具有重要作用。本研究报道了一种巯基十一烷酸（MUA）包覆金纳米棒（GNRs）修饰并固定壳聚糖（CH）的U形光纤探针，用于检测α-突触核蛋白寡聚体（OA）生物标志物。该探针基于局域表面等离子共振（LSPR）原理，通过OA浓度分析显示较高检测灵敏度。在10–100 pM浓度范围内，生物传感...
神经递质对神经系统正常功能至关重要，多巴胺在认知、情绪和运动控制中起关键作用，其水平异常与帕金森病、阿尔茨海默病、注意缺陷多动障碍及多种肿瘤等疾病相关，因此需要准确检测方法。单链DNA适配体因选择性、稳定性和可合成性成为多巴胺检测的有前景生物受体，但不同适配体特异性存在争议。本文报道了一种表面功能化纳米等离子体生物传感平台，采用多巴...
免疫球蛋白M（IgM）是硬骨鱼体内主要的循环免疫球蛋白同型，南极鱼IgM具有异常长的铰链区，该区域富含脯氨酸和甘氨酸，对抗体结构与功能具有重要作用。本研究利用CRISPR/Cas9基因组编辑系统，将南极鱼IgM特有的铰链区序列插入小鼠IgG1重链恒定区基因座，通过同源定向修复（HDR）生成“南极化”工程单克隆抗体（anta-mAb）...
表面等离子共振（SPR）是实时测量生物分子结合亲和力与动力学的常用技术，台式仪器兼具低成本与易用性。带6xHis标签的配体可固定于Ni2+-NTA传感表面。Ni-NTA固定可再生、可重复使用，但可能导致重复实验间信号差异。本文以Nicoya OpenSPR为模型系统，研究该差异来源并提出控制方法。模型配体/分析物为卵巢癌标志物MUC...
基于局域表面等离子体共振（LSPR）的光纤生物传感器具有生物相容性好、无标记、稳定性强、可实时监测等优点，在环境科学、临床医学、疾病诊断和食品安全等领域受到广泛关注。近年来，LSPR光纤生物传感器的发展重点集中在临床疾病标志物检测、环境与食品中多种有毒物质检测，以及新型敏化机制的探索。本文从工作原理、结构类型和应用领域等方面对LSP...
植物-微生物互作对生态系统功能和根际过程至关重要。为理解植物与根际微生物之间的通讯通路，必须测量植物和根际中发生的多种过程。本综述首先概述植物如何与周围微生物群落相互作用并受其影响，随后总结用于阐明植物-微生物互作和病原检测的光学生物传感技术。目前，用于检测土壤植物参数或微生物群落的多数生物传感器以基因编码的光学和电化学传感器为主，...
细胞因子是参与炎症、免疫和肿瘤微环境调控的小肽类蛋白标志物，其循环水平变化可反映疾病状态。为在疾病进程中快速、特异、准确地监测免疫状态，发展高灵敏、多路细胞因子检测传感器对临床检验和疾病机制研究至关重要。本文简要综述细胞因子检测工具及新生物标志物开发的基本原理，讨论高灵敏、多路细胞因子定量技术的最新进展及其在宽范围检测中的应用能力，...
外泌体是液体活检中极具潜力的无创生物标志物，可参与早期癌症的多种生物学与病理过程，因此亟需开发低成本、小型化、高特异性和超灵敏的外泌体生物传感器用于临床即时检测。传统肿瘤外泌体检测方法存在灵敏度和特异性不足等问题，限制了其在癌症临床诊断与预后中的应用。为此，本文提出一种集成 MoSe2 支撑金纳米棒的光学微纤维生物传感器。为将纳米界...
监测人群对严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）的抗体水平，对流行病学监测和免疫研究具有重要意义。本文报道了一种固态纳米等离子体生物传感平台，可定量检测SARS-CoV-2中和抗体IgG，检出限低至30.0 aM，动态范围跨越七个数量级。基于不同生物基序的IgG结合常数测定，作者将高特异性SARS-CoV-2线性表位以...
癌症预后依赖早期诊断。金纳米颗粒（AuNPs）因独特光学性质、易制备、生物相容、表面可控、稳定及局域表面等离子体共振（LSPR）特性，在生物医学研究中受到重视。基于 AuNPs 的光学生物传感器可显著提高器件的灵敏度、特异性、分辨率、穿透深度、对比度和检测速度。其关键光学特征包括 LSPR、表面增强拉曼散射（SERS）和发光。AuN...
DNA功能化金纳米颗粒已用于生物传感器开发和药物递送等应用，但多核苷酸链对单金纳米颗粒化学界面阻尼（CID）的影响尚未见报道。本研究采用总内反射散射（TIRS）方法测量金纳米棒（AuNRs），揭示胺基（NH2）连接的富鸟嘌呤DNA通过氮原子与金表面相互作用诱导的CID效应，并阐明NH2与DNA之间线性碳链长度（NH2-Cn-DNA，...
吡虫啉是农业中应用最广泛的杀虫剂之一，其长期大量使用因对生态系统的潜在毒性而引发全球关注。针对现有液相色谱-串联质谱等金标准方法复杂、昂贵且不适合现场分析的问题，本文提出一种无标记、高灵敏且高特异的局域表面等离子共振（LSPR）检测系统，用于检测该新烟碱类杀虫剂。该传感器基于具有优异等离子体性能的二维纳米结构超表面，采用iso-Y形...
针对病毒感染快速传播带来的早期诊断需求，本文报道了一种用于直接检测血液中病毒生物标志物的等离子体生物传感器。作者以登革病毒（Dengue virus, DENV）为模型，利用其非结构蛋白NS1作为生物标志物，将传感器表面功能化合成单链DNA寡核苷酸适配体，使其对DENV2-NS1蛋白具有高亲和力。该传感器采用腔耦合局域表面等离子体共...
COVID-19是由新发现的SARS-CoV-2引起的传染病，传播率极高，已波及全球。由于目前尚无疫苗或特效治疗，隔离仍是主要防控手段，但其有效性依赖于对疑似病例的早期诊断。生物传感器因高灵敏度和优异特异性，成为新型诊断方法的研究热点。与传统诊断相比，纳米生物技术赋予生物传感器更广泛的应用灵活性，使多种分析物能够被这些纳米尺度传感装...
本综述系统总结了基于纳米结构表面等离子体共振（SPR）的化学传感器与生物传感器在功能化方面的研究进展。文章首先介绍等离子体纳米结构的光学传感原理，重点讨论金、银等贵金属纳米颗粒（纳米球、纳米立方、三角片等）的局域表面等离子体共振（LSPR）特性及其对尺寸、形状、组成和周围介电环境的敏感性。随后按功能化配体类型分为氨基酸与蛋白质、寡核...
抗体-金纳米颗粒（Ab-AuNP）生物偶联物在生物传感领域应用广泛，其偶联质量直接决定传感器的稳定性、选择性与灵敏度。本文综述了IgG型抗体与球形金纳米颗粒（AuNP）偶联的关键策略，包括基于静电、氢键、疏水和范德华力的物理吸附，以及通过抗体或AuNP化学修饰实现的化学吸附。化学吸附涵盖氨基硫醇化、糖链氧化-肼基连接、二硫键还原、核...
系统调控贵金属纳米颗粒的结构与性质对生物传感和成像具有重要意义。本文以不同浓度和尺寸（分子量与空间结构）的巯基化生物分子作为封端配体，控制金纳米棒（GNRs）的纵向表面等离子共振（LSPR）性质。封端剂浓度增加使 LSPR 峰红移。尺寸效应可分为两方面：当配体为小分子时，封端配体尺寸增加使 LSPR 峰蓝移；当配体为大分子蛋白时，其...
本文报道了一种用于水中 Cu2+ 浓度测定的光学-电化学纳米生物传感器。该传感器基于透明导电 ITO 玻璃平台，采用 L-半胱氨酸（L-cys）与金纳米颗粒（GNPs）构建三明治结构。首先按 Turkevich–Frens 法制备胶体 GNPs 并用 L-cys 功能化得到 GNP/L-cys；随后在 ITO 玻璃上循环伏安电沉积 ...