本研究采用带耗散监测的石英晶体微天平（QCM-D）对活 MCF-7 乳腺癌细胞进行实时、无标记监测，以评估白藜芦醇的抗肿瘤活性。作者分别构建聚-L-赖氨酸（PLL）修饰的 QCM-D 传感器和壳聚糖-叶酸（CS-FA）复合膜功能化金基底传感器：前者用于追踪白藜芦醇处理后细胞黏弹性、刚度等机械性能变化，后者用于监测细胞表面叶酸受体（F...
本文报道了一种基于寡聚乙二醇硫醇二元混合物在金表面自组装形成的参考生物传感器表面，其中一种硫醇末端带有生物素。作者利用 X 射线光电子能谱（XPS）和二次离子质谱（SIMS）系统表征了硫醇溶液组成与表面组成、结构之间的关系，并采用氩簇一次离子分析 PEG-硫醇，证明两种硫醇在金表面紧密混合而非相分离。SIMS 可用于定量测定金上硫醇...
近年来，全细胞声学传感在监测细胞骨架对形态调节剂响应方面受到关注。本文展示石英晶体微天平带耗散（QCM-D）技术实时检测程序性细胞死亡过程中细胞-基底界面最早形态变化的潜力。人乳腺癌细胞MCF-7生长在胎牛血清蛋白包被的金传感器表面，并置于连续介质流动的动态条件下。通过监测频率漂移和耗散漂移，追踪细胞暴露于已知凋亡诱导剂丝裂霉素（s...
生物传感器通过检测限制在传感器表面的 DNA 层光学或电化学性质变化来检测配体结合，是研究 DNA 相互作用的重要工具。本文研究表面固定 DNA 分子在配体结合时诱导的构象变化能否用 QCM-D 监测。在 QCM-D 晶片上通过设计序列合成寡核苷酸逐步组装形成含 59–184 bp 的 DNA 双链膜。将 DNA 膜暴露于已知可凝聚...
本文制备了Annexin V（ANX）修饰的含磷脂酰丝氨酸的植烷三醇（PSPhy）立方体（cubosomes），作为增强检测凋亡膜的探针，用于模型膜和体外细胞系统。小角X射线散射（SAXS）和冷冻透射电镜（Cryo-TEM）表明，ANX-PSPhy立方体保留了PSPhy立方体的Pn3m立方对称性和立方相纳米颗粒特征。石英晶体微天平耗...
本研究利用结构转变的裂解性噬菌体 12600 和与青霉素结合蛋白 2a（PBP2a）抗体偶联的乳胶微球，构建了一种用于区分耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌（MSSA）的生物传感器。裂解噬菌体经水-氯仿界面处理转化为噬菌体球体，再通过 Langmuir-Blodgett（LB）技术转移到传感器表面。采用...
小分子与生物分子结合引起的质量变化通常很小，难以用常规石英晶体微天平-耗散（QCM-D）技术直接检测。本研究建立了一种基于适配体修饰金纳米颗粒（AuNPs）增强的 QCM-D 传感策略，用于腺苷等小分子检测。首先，在 QCM 晶体表面固定巯基化捕获 DNA，再引入含有腺苷适配体序列的巯基化连接 DNA，使其与捕获 DNA 部分碱基配...
本章介绍石英晶体微天平（QCM）作为无标记、实时相互作用与吸附分析技术。QCM基于压电石英晶体在交变电场下发生机械振动，其共振频率随晶体表面质量变化而改变；当溶液分析物直接吸附或经表面固定配体捕获形成吸附层时，频率变化可反映结合质量。与表面等离子共振（SPR）相比，QCM对吸附层结合水、溶剂化及构象/粘弹性变化更敏感，因此可补充SP...
固体支持脂质双层（SLB）是细胞膜模型，也是仿生与生物传感器平台的基础，但其由吸附脂质体形成的机制仍不清楚。本文以可透过膜的甘油、不可透过的蔗糖和葡聚糖以及成孔肽 melittin 为工具，实验研究渗透效应对吸附脂质体向支持脂质双层转变动力学的影响。作者采用石英晶体微天平（QCM-D）监测频率和耗散变化，并用原子力显微镜（AFM）验...
本文是一篇教程性综述，讨论用于生物传感的多种表面敏感技术。虽然许多技术都声称可测量吸附质量，但每种技术依赖不同换能原理，因此相互比较与组合具有重要意义。作者简要介绍石英晶体微天平（QCM）、光波导光模光谱（OWLS）和表面等离子共振（SPR）等常用表面敏感生物传感技术，并通过五个案例研究说明不同生物传感技术可以且常常应当联合使用。案...
淀粉样蛋白聚集动力学研究有助于理解其自由能景观，并为阿尔茨海默病、帕金森病和2型糖尿病等相关疾病寻找强效抑制剂提供关键依据。近年来，基于表面等离子共振（SPR）和石英晶体微天平（QCM）的表面结合生物传感器方法已成为测定淀粉样形成动力学的重要工具。本章重点介绍如何利用QCM技术实时监测淀粉样纤维的延长过程，并研究温度、离子强度和小分...
蛋白质固定化方法显著影响其整体构象及功能，因此深入理解固定化过程中蛋白质所经历的变化，是优化固定化策略、在生物传感器设计中保留固定化优势并降低其劣势的关键。作为两篇系列论文的第二篇，本文评估了共价连接至不同间隔臂长度和横向间隔臂密度的自组装单分子层（SAM）上的薄层漆酶单层的动力学参数。研究采用计时电流法，并以电活性产物对苯醌为信号...
酶固定化是分析与工业应用中的持续研究热点，固定化方法对固定化生物分子功能性的影响尤为关键。本文利用带耗散的石英晶体微天平（QCM-D）研究漆酶单分子层固定在不同自组装单分子层（SAM）表面的质量与流变参数。所研究 SAM 在结合残基横向密度和距石英表面高度上不同，采用半胱胺与 β-巯基乙醇混合硫醇构建，并用戊二醛和 L-赖氨酸交替修...
EBV 与多种恶性肿瘤相关，EBNA-1 在所有 EBV 相关肿瘤中持续表达，是潜在诊断标志物。本文报道一种基于 DNA 探针和石英晶体微天平-耗散（QCM-D）的无标记 EBNA-1 蛋白生物传感器。将模拟 EBV 基因组回文靶位点的 5′-巯基化 DNA 探针自组装于 QCM-D 金电极表面，并用 6-巯基-1-己醇（6-MHO...
表面敏感生物传感器技术快速发展，尤其向纳米器件发展，要求精确控制表面化学以获得可靠、可重复结果。本文提出一种表面修饰策略，使生物素化生物分子可固定于金涂层传感器晶体，用于带耗散监测的石英晶体微天平（QCM-D）传感。QCM-D 对界面纳米力学（粘弹性）性质敏感。该修饰基于金表面由末端羟基或生物素的寡乙二醇（OEG）二硫化物形成的混合...
本文报道了一种基于石英晶体微天平-耗散监测（QCM-D）的生物传感器，用于研究凝集素与糖蛋白之间的生物特异性相互作用。四种凝集素通过硫醇修饰的金电极表面共价固定，形成传感界面。以频率位移作为分析信号，耗散位移提供表面形成的糖蛋白-凝集素复合物的粘弹性信息。作者优化了检测条件，发现不同凝集素与糖蛋白的相互作用具有特征频率位移，每种糖蛋...
生物传感器可将生理底物出现或配体-受体识别等生物学事实转化为可检测信号，而无需额外标记。本章介绍声学波传感器作为质量敏感工具，用于研究脂质体在模拟生物表面的结合行为。该类传感器不仅能定量脂质体结合强度，还可提供结合位点处脂质体形貌信息，例如变形或融合。由于脂质体在靶标结合位点的行为可能显著影响治疗效果，借助生物传感器有望预测并调控脂...
本文利用石英晶体微天平带耗散（QCM-D）和光学反射法，研究二氧化硅（SiO2）上带电支撑脂质双分子层（SLB）与相反电荷单层囊泡间磷脂双向转移。SLB 和囊泡由 1-棕榈酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（POPC）与不同比例负电 POPS 或正电 POEPC 二元混合物制备。相互作用经历附着—转移—脱离（ATD）过程：囊泡先...
近年来，表面支持脂质双分子层（SLB）通过脂质体在固体表面破裂融合形成，已成为研究细胞膜生物物理与生化相互作用的重要模型。本文报道了强负电荷支持脂质膜的制备与表征，其脂质组成系统模拟大肠杆菌（E. coli）膜，并在三种常用生物传感器材料二氧化硅（SiO2）、二氧化钛（TiO2）和氧化铟锡（ITO）上进行研究。作者通过调节 Ca2+...
石英晶体微天平（QCM或QCM-D）已成为生命科学和生物传感器研究中监测界面过程的重要工具，常用于蛋白吸附、吸附蛋白膜构象变化、脂体-表面相互作用、支撑双分子层形成以及生物传感器平台开发。然而，在液相中研究生物界面时，QCM数据的定量解释仍具挑战性。真空中常用Sauerbrey关系将吸附层引起的频率变化与吸附层质量相关联；但在液相软...