耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）对医疗构成严重威胁，噬菌体与常规抗生素联合的噬菌体-抗生素协同（PAS）是潜在治疗策略，但亟需快速可靠评估其疗效的方法。本文提出一种基于带耗散监测的压电石英晶体微天平（QCM-D）实时监测病原体裂解动力学的新方法。传感器为固定金黄色葡萄球菌 S. aureus RN4220 ΔtarM 的 QCM...
生物传感器在多个研究领域具有重要作用。带耗散监测的石英晶体微天平（QCM-D）是灵敏器件，可实时观察结合事件；与适配体联用具有选择性、无标记检测多种靶标的潜力。本研究开发了一种用于 QCM-D 适配体传感器的替代表面功能化方法，通过模拟人工细胞膜为靶标结合创造接近生理的环境。采用囊泡铺展法形成由 1-棕榈酰-2-油酰-甘油-3-磷酸...
本文以生物素–链霉亲和素体系为概念验证，报道了一种可捕获目标蛋白的理性设计金表面功能化生物传感器。作者开展多尺度模拟，以阐明链霉亲和素在四种不同生物素化金表面上的结合机制：布朗动力学模拟用于揭示链霉亲和素在表面的优先初始取向，经典分子动力学模拟用于优化结合构象，并研究结合过程中的基本作用力与结合动力学。实验上采用带耗散监测的石英晶体...
多酚是葡萄、葡萄汁和葡萄酒中重要的化合物家族，其含量与葡萄成熟、发酵过程及最终酒质相关，并因抗炎特性而具有健康意义。目前多酚检测主要依赖标准化学分析，成本高且需专业实验室，难以用于连续监测。本文报道了用于多酚检测的传感器表面化学功能化策略，并采用商用石英晶体微天平带耗散监测（QCM-D）装置进行测量。功能化层包括蛋白质（牛血清白蛋白...
本研究采用多谐波石英晶体微天平（QCM）研究覆盖Neutravidin（NA）的QCM换能器表面DNA适配体传感层与Listeria innocua相互作用后的粘弹性。在5×10^3–10^6 CFU/mL范围内加入L. innocua，引起共振频率下降和耗散增加；由于声波穿透深度约120 nm小于细菌层厚度约500 nm，频率下降...
抗菌药物耐药性（AMR）已成为全球公共卫生重大威胁。为合理使用现有抗生素，需要快速、可靠的耐药检测方法。β-内酰胺类抗生素（如青霉素）耐药是最常见且临床重要的耐药形式之一，通常由β-内酰胺酶介导；该类酶可水解β-内酰胺药物，使其失效。现有检测方法多依赖耗时的培养试验或硝头孢菌素等抗生素模拟物。本文报道了一种表面固定的临床相关β-内酰...
细菌粘附于植入医疗器械可引发皮肤、肺或血液等侵袭性感染。在口腔医学中，戈登链球菌（Streptococcus gordonii, S. gordonii）是早期口腔定植菌，参与牙菌斑形成，并可能与感染性心内膜炎有关。为处理口腔生物膜，抗菌漱口水被广泛使用，但生物材料—细菌初始相互作用及抗菌处理的影响仍不清楚。本研究采用带耗散监测的石...
生物传感器及生物医学材料通常需要表面化学功能化，以赋予特异性分子识别和抗污性能。本文报道了带有寡乙二醇（OEG）和硫醇反应性马来酰亚胺（Mal）侧基的修饰聚-L-赖氨酸（PLL-OEG-Mal）聚合物，用于控制 DNA 生物传感器表面的探针密度。作者将硫醇化肽核酸（PNA）探针通过硫醇-马来酰亚胺反应可靠偶联到预沉积的 PLL-OE...
多种技术可用于监测扰动后细胞动态。其中，带耗散监测的石英晶体微天平（QCM-D）能够实时、高灵敏地研究细胞力学性质。本研究利用 QCM-D 考察两种细胞骨架靶向药物——细胞松弛素 D（CytoD）和 Y27632——对人乳腺癌 MCF-7 细胞的影响。通过在传感器表面共价固定纤维连接蛋白（FN）膜，获得用于流动实验的细胞黏附。直接在...
本研究报道了一种用于检测肝癌细胞的高效声学及混合三维打印电化学生物传感器。该传感器通过识别肝癌细胞表面高表达的肿瘤标志物CD133实现检测。作者将重组S-layer融合蛋白rSbpA/ZZ在传感器表面重结晶，其融合的ZZ结构域可将抗CD133抗体以定向方式固定，形成高可及的免疫传感层，从而高效捕获肝细胞癌HepG2细胞。石英晶体微天...
利用简单生物传感器技术获取表面结合生物分子的构象信息，在表面科学与纳米技术中具有重要意义。本文报道了一种纳米形状敏感声学生物传感器方法，通过简单数学表达式将石英晶体微天平-耗散监测（QCM-D）的声学测量与表面结合生物分子的几何特征相关联。其核心原理是声学比 ΔD/ΔF 可表征结合实体的流体动力学体积，并以固有粘度 [η] 定量表达...
赭曲霉毒素A（Ochratoxin A, OTA）是一种高毒性霉菌毒素，广泛污染多种农产品，并通过食物链危害人和动物健康，因此需要快速、简便且准确的定量检测方法。本文开发了一种基于带耗散监测的石英晶体微天平（QCM-D）和抗体识别的新型生物传感器，用于红酒中OTA的快速灵敏检测。该传感器采用间接竞争免疫分析格式，可同时监测频率变化（...
开发了一种用于定量人血清中特异性循环自身抗体的自身抗原压电传感器。该传感器基于带耗散监测的石英晶体微天平（QCM-D），在其表面共价固定 TRIM21 和 TROVE2 自身抗原，从而实现对系统性红斑狼疮（SLE）诊断与预后相关自身抗体的选择性测定。以半数抑制浓度（IC50）表征的灵敏度分别为抗 TRIM21 抗体 1.51 U/m...
红细胞膜及细胞骨架决定红细胞变形性与稳定性，糖尿病会改变红细胞机械性质并促进其与内皮细胞黏附，参与血栓和血管并发症。现有免疫荧光、光学显微、CCK-8、FRET 等方法多为终点检测或需外源标记，难以实时无标记监测红细胞黏弹性。本文提出基于石英晶体微天平带耗散监测（QCM-D）的压电生物传感器，实时、无创、无标记地研究糖尿病红细胞与正...
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...