Surface plasmon resonance biosensing.
表面等离子共振（SPR）生物传感器是一种无标记光学亲和传感技术，通过光学读取器激发金属薄膜表面的表面等离子体，其倏逝场对金属表面附近介质折射率变化敏感。当样品中的分析物与固定在传感器表面的生物识别元件（抗体、抗体片段、寡核苷酸、分子印迹聚合物等）特异性结合时，界面折射率改变，导致 SPR 共振角、共振波长或反射光强度发生变化，从而实...
Optical biosensors based on photonic crystal surface waves.
光学生物传感器可在无标记条件下选择性识别目标生物分子并实时分析生物分子相互作用，避免标记干扰和繁琐预处理。然而，包括表面等离子共振（SPR）在内的无标记技术对特定信号灵敏度不足，且易受温度波动和漂移引起的液体折射率体积效应干扰，这限制了现有光学传感器性能。本文报道一种基于一维光子晶体表面同时记录双 s 偏振光学表面波的新光学生物传感...
Array-based spectral SPR biosensor: analysis of mumps virus infection.
本文报道了一种基于光谱表面等离子共振（SPR）的阵列式生物传感器，用于快速、无标记分析腮腺炎病毒感染相关抗体。该传感器采用Kretschmann几何结构，以波长探测方式工作，由蛋白/病毒阵列、白光光源、偏振与棱镜光路、光纤光谱仪、数据采集程序以及电动x-y扫描平台组成。金阵列由Pyrex玻璃基底上溅射Ti/Au（5/45 nm）制备...
Surface plasmon resonance biosensor for biomolecular interaction analysis based on spatial modulation phase detection.
表面等离子共振（SPR）生物传感器是蛋白质组学研究和药物发现中分析生物分子相互作用的重要工具，但用于小分子检测时灵敏度仍需提高。现有商用SPR系统多采用强度检测，受光源、光电接收器和放大电路漂移影响，检测精度通常不优于10^-6折射率单位（RIU）。由于SPR激发时反射光相位比强度变化更剧烈，相位检测可成为提高灵敏度的有效途径，理论...
Luciferase a light source for the silica-based optical waveguides (spicules) in the demosponge Suberites domuncula.
两类海绵（动物界多孔动物门）具有由骨针组成的硅质骨骼。此前对六放海绵大型骨针（>5 cm）的光纤-力学性能研究表明，它们是有效的光收集光纤。本文报道，海绵Suberites domuncula具有由有机发光酶荧光素酶（luciferase）和无机光传导二氧化硅骨针（silica spicules）组成的生物传感器系统。作者证明了该海...
Monitoring thrombin generation by electrochemistry: development of an amperometric biosensor screening test for plasma and whole blood.
血栓形成或出血性临床表现的完整评估耗时、耗设备且成本高，因此需要能整体评价止血系统功能的敏感筛查试验。本文开发了一种用于血浆和全血凝血酶生成检测的一次性安培电化学生物传感器系统。该系统由条带式传感器和连接计算机的恒电位测量单元组成。条带反应场预干燥凝血激活剂（组织因子或硅化接触激活剂）、磷脂、Ca2+及凝血酶特异性安培底物。加入血液...
Residual structure in islet amyloid polypeptide mediates its interactions with soluble insulin.
胰岛淀粉样多肽（IAPP）是 37 氨基酸多肽激素，与胰岛素共同分泌于胰腺 β 细胞颗粒。IAPP 可形成毒性寡聚体和淀粉样纤维，与 2 型糖尿病相关。本文 NMR 分析显示，游离及与胰岛素结合的 IAPP 均保留残余二级结构。化学位移、15N 弛豫及 49 ns 副本交换分子动力学模拟表明，残基 11-18 的瞬时螺旋结构对胰岛素...
Integration of low-power microfluidic pumps with biosensors within a laboratory-on-a-chip device.
本文报道了一种可控微流控阀与电化学泵耦合的实验室芯片装置，用于向集成微流控生物传感系统输送试剂。流体由停止阀保留在插入储液腔中，并通过电化学驱动进行泵送，从而实现低电压、低功耗、可重复的小体积流体操控。作者采用X射线光电子能谱（XPS）和接触角测量对阀的性质进行表征，据此计算界面作用力的大小，并通过实验测量加以验证。电解水产生的氢气...
High-sensitive glutamate biosensor based on NADH at Lauth's violet/multiwalled carbon nanotubes composite film on gold substrates.
本文报道了一种基于还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）电催化氧化的高灵敏安培法 L-谷氨酸生物传感器。该传感器以劳氏紫（又称硫堇，Th）/多壁碳纳米管（MWCNTs）复合膜修饰金电极，复合膜同时作为电子介体和酶固定基质。将谷氨酸脱氢酶（GLDH）固定于 Th-MWCNTs 表面后，传感器对谷氨酸表现出快速响应（约 3 s）、低检出...
A general route to construct diverse multifunctional Fe3O4/metal hybrid nanostructures.
本文报道了一种简单、高效、经济且通用的方法，利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTMS）作为连接剂，构建具有磁性的多种多功能Fe3O4/金属杂化纳米结构。首先通过溶胶热法合成高饱和磁化强度的超顺磁Fe3O4纳米球，并用APTMS在其表面引入氨基，使其能够高密度吸附不同尺寸、组成和形貌的金属纳米颗粒。负载3 nm或13 nm Au纳米颗...
Cryptophane xenon-129 nuclear magnetic resonance biosensors targeting human carbonic anhydrase.
129Xe NMR生物传感器有望用于早期疾病检测，尤其当其与目标生物分子相互作用时，能使129Xe化学位移变化显著超过临床MRI常见磁场不均匀度。本文以人碳酸酐酶（CA）作为单结合位点酶模型，研究氙生物传感器与蛋白质的相互作用。作者将可结合氙的cryptophane-A通过不同长度的连接链与对位苯磺酰胺偶联，得到避免引入额外手性中心...
Perspective on optical biosensors and integrated sensor systems.
光学生物传感器正从实验室走向使用现场。分子识别新概念、微流控与光学集成、简化制造技术、系统整合改进，以及公共卫生和环境监测应用意识的提升，将加速这一趋势。文章回顾了早期光学生物传感器面临的识别分子固定后活性保持、弱荧光或吸收信号收集、识别事件与非特异吸附区分等挑战，并指出后续发展包括固态光学元件、固定化学、工程化识别分子、捕获分子微...
Complementation and reconstitution of fluorescence from circularly permuted and truncated green fluorescent protein.
绿色荧光蛋白（GFP）被用作一种新型“leave-one-out”生物传感器设计的概念验证：通过循环排列和截断使蛋白序列中部缺失一段，该蛋白可结合缺失肽并恢复功能。作者合成了三种 GFP 变体，分别缺失其 11 个 β 链中的第 7、10 或 11 链；其中两种变体在反式加入缺失肽序列后可恢复荧光。生化分析表明，缺失 β 链 7 的...
Glucose determination using a re-usable enzyme-modified ion track membrane sensor.
本文提出一种基于葡萄糖氧化酶（GOx）共价连接于蚀刻核径迹膜纳米孔的新型葡萄糖生物传感器概念。该器件利用高能重离子辐照聚合物膜形成的锥形纳米孔作为反应与换能单元，将膜置于离子电流路径中，通过纳米孔电阻和整流特性的变化电学感知孔内受限的催化反应。传感器可检测10 μM至1 M的生理相关葡萄糖浓度。由于葡萄糖氧化反应产生可扩散的小分子产...
Highly sensitive glucose biosensor based on one-pot biochemical preoxidation and electropolymerization of 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole in glucose oxidase-containing aqueous suspension.
基于单锅生物化学预氧化与单体电聚合（BPEM）构建新型高性能生物传感平台，实现酶高负载高活性固定。以2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑（DMcT）为单体，葡萄糖氧化酶（GOx）为模型酶，葡萄糖存在下酶促生成的H2O2（EG-H2O2）为预氧化剂。将葡萄糖加入含超声分散DMcT和GOx的pH7.0磷酸盐缓冲液悬浮液中，酶促生成H2O2...
Label-free detection of ATP release from living astrocytes with high temporal resolution using carbon nanotube network.
单壁碳纳米管（SWNT）因独特的电学、理化与一维结构性质，已成为用于生物分子检测的新型纳米电子生物传感器，具有灵敏度高、检测方案简单等优点。然而，已有应用多局限于静态体外测量，尚无法实现活细胞毫秒级生物分子释放的动态检测。本研究将 SWNT 网络作为生长基底与传感元件，使活神经胶质星形胶质细胞直接界面接触，从而无标记、高时间分辨率地...
Bioelectrochemistry of hemoglobin immobilized on a sodium alginate-multiwall carbon nanotubes composite film.
本研究报道了藻酸钠（SA）非共价功能化多壁碳纳米管（MWCNTs）复合膜上血红蛋白（Hb）的生物电化学行为。作者以玻璃碳电极为基底，将 SA 与 MWCNTs 通过疏水作用复合并涂覆成膜，再浸入 Hb 溶液共组装固定。FT-IR 和 UV–vis 结果表明，复合膜中的 Hb 基本保留天然二级结构和血红素构象；循环伏安法显示 Hb 与...
Voltammetric studies on the HIV-1 inhibitory drug Efavirenz: the interaction between dsDNA and drug using electrochemical DNA biosensor and adsorptive stripping voltammetric determination on disposable pencil graphite electrode.
本文报道了一种基于一次性铅笔石墨电极（PGE）的电化学DNA生物传感器，用于研究抗HIV-1药物依非韦伦（Efavirenz, EFV）与固定在电极表面的鱼精双链DNA（dsDNA）之间的相互作用。采用差分脉冲伏安法（DPV）监测dsDNA中鸟嘌呤氧化信号的变化：EFV与dsDNA作用后，dsDNA修饰PGE的鸟嘌呤信号低于未作用电...
A novel automated discontinuous venous blood monitoring system for ex vivo glucose determination in humans.
强化胰岛素治疗可降低危重患者的死亡率和并发症，但要求医护人员频繁采血测定血糖，造成较大工作负担。本研究评估一种由自动采血单元与葡萄糖生物传感器组成的自动化间断静脉血监测系统，用于人体体外血糖测定。研究在12小时内比较单独采血单元及完整系统相对于手动参考采血的线性相关性和系统误差。受试者留置两根静脉导管，分别连接自动系统与参考系统，按...
EQCM immunoassay for phosphorylated acetylcholinesterase as a biomarker for organophosphate exposures based on selective zirconia adsorption and enzyme-catalytic precipitation.
本文报道了一种基于氧化锆（ZrO2）选择性吸附的电化学石英晶体微天平（EQCM）免疫分析方法，用于检测磷酸化乙酰胆碱酯酶（Phospho-AChE），作为有机磷（OP）农药和化学战剂暴露的生物标志物。首先，在石英晶体金电极表面构建羟基衍生单分子层，作为模板引导电沉积形成具有均匀纳米结构的ZrO2薄膜。该ZrO2膜可从样品基质中特异性...