近期研究发现醛类可作为疾病诊断潜在生物标志物，但现有电化学/点检生物传感器需提高灵敏度和选择性。前期研究表明肽OBPP4（KLLFDSLTDLKKKMSEC-NH2）是开发醛敏感生物传感器的候选受体。为提高受体层对长链醛的亲和力，本研究在OBPP4 C端引入不同连接肽（linker），以稳定肽活性位点并降低无序结构倾向。连接肽包括蛋...
剪切体声波型共振生物传感器（如石英晶体微天平，QCM）可实现液相中表面相互作用的无标记分析。传统传感原理多继承自生物膜测量并直接套用于细胞，读数仍常以“质量”术语描述。本文指出，利用声学生物传感器评估细胞沉积物必须深入理解其换能机制：细胞沉积物应被视为具有结构的粘弹性负载，传感器响应同时取决于沉积物的材料参数和拓扑参数，从而将声学生...
生物传感器芯片上生物传感分子的取向与密度需精确控制，以提高灵敏度和配体结合能力。作者此前开发了约30 nm生物纳米囊泡ZZ-BNC，其由乙肝病毒包膜L蛋白与蛋白A来源IgG Fc结合Z结构域串联体（ZZ-L蛋白）融合组成，可作为稳健纳米颗粒支架，增强IgG及Fc融合传感分子的敏感性和配体结合能力。然而，ZZ-BNC刚性颗粒结构使ZZ...
无标记生物传感器（包括传统石英晶体微天平QCM）易受样品中污染物非特异性吸附影响，难以从复杂基质中提取仅由目标物引起的响应。本研究提出利用超高频无线QCM生物传感器克服该难题。通过减薄石英谐振器，QCM灵敏度显著提高，谐振频率升高，表面振动速度加快。污染物与石英表面仅弱相互作用，无法跟随快速表面运动，因而不能作为负载质量被检测；而目...
生物传感器实验中，不同浓度分析物流经固定配体芯片并形成复合物，但许多抗体等相互作用常未达到稳态。测得的数据为各浓度下的传感器响应曲线（sensorgram），即总复合物浓度随时间变化。本文提出一种四步策略，用于更可靠地处理复杂动力学结合数据，并与标准全局拟合比较。首先绘制解离图判断是否存在异质相互作用；随后用新数值算法AIDA确定每...
泌尿器械如输尿管支架表面的结垢会导致管腔堵塞，但现有工具难以快速实时监测结垢过程。本文建立了一种体外结垢研究模型，并将其与在线石英晶体微天平（QCM）技术耦合。QCM 生物传感器先预涂可代表输尿管支架表面的聚氨酯（PU）聚合物，再涂覆脲酶以促进钙、镁磷酸盐晶体结晶。通过 QCM 定量监测聚合物表面晶体沉积的变化，实现动态、无标记、高...
犬埃立克体（Ehrlichia canis）是一种细胞内寄生菌和节肢动物传播病原体，可引起犬单核细胞嗜性埃立克体病（CME），导致动物发病率和死亡率上升；感染犬可能无明显临床症状并进入慢性期。本文报道了一种基于聚合酶链式反应（PCR）与石英晶体微天平（QCM）联用的快速筛查方法，用于设计检测早期感染 E. canis 的 DNA 传...
铅离子即使微量也会对人体造成严重威胁，因此发展高灵敏、高选择性铅检测方法具有重要意义。本文提出一种新型、简单且无标记的石英晶体微天平（QCM）生物传感器，用于检测铅离子（Pb2+）。该传感器利用GR-5 DNAzyme对Pb2+的高特异性和QCM的高灵敏度，并创新性地采用纳米磁珠（NMBs）作为信号放大元件。由于NMBs具有较大质量...
本文利用石英晶体微天平（QCM）方法评估糖苷键中硫原子对蛋白识别的影响。作者发展了α1-2和α1-6连接的O-与S-二甘露糖的合成路线，并以甘露糖功能化QCM传感器为平台，在自动流动系统中开展与刀豆蛋白A（Con A）的竞争结合实验。传感器表面通过光引发亚硝基介导偶联、炔基聚乙二醇连接臂及铜催化叠氮-炔环加成（CuAAC）固定α-D...
本研究构建石英晶体微天平（QCM）生物传感器，评估其作为生物制药行业实时无标记分析平台的价值。将重组Protein A固定于羧甲基葡聚糖（CMD）低污染修饰的QCM晶体表面，注入依那西普（Etanercept，Enbrel®）溶液，实时监测Protein A–Enbrel®相互作用。用Langmuir模型拟合0.75–300 ng ...
在非质量响应压电生物传感器中，生物信息来源于串联检测电极与生物体或生物培养物理场之间的相互作用，因此电极的电学参数会直接影响传感器信号。本研究利用 COMSOL Multiphysics 多物理场分析工具对微电极的电场分布进行模拟，结果表明电场空间分布受电极指宽和电极间距影响。作者进一步测试了与环形微电极串联构建的压电传感器的特征响...
恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）可引起最严重的脑型疟疾。标准疟疾诊断为吉姆萨染色外周血涂片，但常报告假阴性，且常规显微镜易低估混合感染。分子诊断通过聚合酶链反应（PCR）扩增特异性疟原虫基因，是最特异和敏感的方法，但需要 PCR 后分析方法。作者此前开发了金制备石英晶体微天平（QCM）作为疟疾诊断的 PCR ...
本文报道了一种基于 50 MHz 石英晶体微天平（QCM）电子振荡器电路的高灵敏度 DNA 序列检测生物传感器的设计与实验研究。该振荡器采用 Miller 拓扑结构，能够在液体阻尼介质中维持 Barkhausen 振荡条件，从而适用于液相环境下的质量传感。作者对振荡器进行了频率噪声与稳定性校准，利用 Allan 偏差确定其检测极限，...
胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，也是人体中最丰富的蛋白质，参与动脉粥样硬化发生。本研究将 I 型和 III 型胶原固定于熔融石英毛细管内壁，并用原子力显微镜（AFM）观察其形貌、尺寸和结构；同时以云母表面作为对照。结果表明，胶原的吸附模式不仅随胶原类型变化，基底材料也显著影响纤维形成过程。Decorin 可促进低密度脂蛋白（LDL）...
肽和蛋白具有自组装成淀粉样纤维的固有倾向，某些纤维可在生物体内作为朊病毒自我传播，并向宿主传递特征。某些淀粉样物种能作为朊病毒而另一些不能的机制尚未完全理解。酵母朊病毒系统实验上高度可操作，但组装过程的生物物理与动力学定量理解仍具挑战。本文研究酿酒酵母（S. cerevisiae）和 paradoxus 酵母（S. paradoxu...
本文报道了一种基于石英晶体微天平（QCM）的无标记DNA压电生物传感器，用于检测导致α-地中海贫血1（SEA缺失）的异常人类珠蛋白基因。传感器以12 MHz AT切石英晶体金电极为基底，经热piranha溶液清洁后，用巯基丙酸（MPA）自组装形成羧基表面，并以EDC和NHS活化，通过氨基共价结合亲和素（avidin），再用乙醇酰胺盐...
早期判断癌细胞的转移潜能是肿瘤成功治疗的关键。除分子基因组学和蛋白质组学诊断外，体外生物传感器可快速、选择性检测肿瘤细胞侵袭特性。本文比较了基于 Boyden 小室的经典迁移与侵袭实验，以及一种以石英晶体微天平（QCM）为核心的实时电声生物传感器。该传感器通过测量贴壁细胞引起振荡石英晶体共振频率和阻尼的变化，监测细胞附着、铺展及材料...
本文报道了一种基于神经节苷脂（GM1）功能化脂质体表面凝集的新型压电生物传感器，用于霍乱毒素（CT）检测。为实现电极表面的CT特异性凝集，金电极先自组装长链烷硫醇单分子层，再通过GM1功能化脂质体自发铺展形成GM1功能化支撑脂质膜。当存在CT时，检测介质中掺有GM1的脂质体通过CT同时结合电极表面GM1和脂质体界面GM1，在电极表面...
C-反应蛋白（CRP）是急性期反应物，常用于评估感染、炎症或自身免疫疾病，也可作为心血管疾病风险预测标志物。本研究开发了一种基于共振声学分析（RAP）的无标记免疫分析方法检测CRP，其灵敏度与高敏CRP酶联免疫吸附试验（hsCRP ELISA）相当，但结果周转时间仅约12分钟。方法将CRP标准液（0–231 ng/mL）或稀释加标马...