本文设计了一种由周期性单层石墨烯纳米带与介质多层结构组成的混合结构，用于产生Fano共振（FR）。石墨烯表面等离子体共振与介质波导模式之间的强相互作用形成FR。作者采用有限元方法研究FR行为，并与严格耦合波理论计算结果一致。结果表明，FR线型可通过石墨烯纳米带周期进行被动调谐，也可通过石墨烯费米能级进行主动调谐。由于FR具有解耦特性...
固体表面上分子分析物的电离态对基础科学及纳米生物传感器设计具有重要意义。这些电离态由待测物质中分子之间以及分子与靶表面之间的相互作用诱导产生。本文利用 COMSOL Multiphysics 软件对带栅极控制的动态 PIN 二极管进行计算机模拟，研究表面电荷密度和分布对器件输出信号生成的影响。该器件具有内置势垒，能够在动态阳极偏置下...
本文展示了一种可沿复杂拓扑构建三维微流控通道的新方法。首先用3D打印制备带有开放通道和不同几何形状的基底，随后采用低分辨率真空成型法，将加热后的热塑性薄膜贴合到基底表面以封闭开放通道。由于热塑性薄膜主要跟随基底的宏观形貌，而微通道因尺寸较小可抵抗薄膜流入，因此能够密封位于复杂多平面表面上的通道。该方法对不同基底几何形状的一致性密封能...
非小细胞肺癌（NSCLC）是全球癌症死亡的主要原因之一。尽管化疗和靶向治疗不断进步，过去40年其5年生存率仍约为16%。微小残留病灶（MRD）指原发肿瘤切除后，患者生物液体中仍存在孤立肿瘤细胞或循环肿瘤细胞，但无临床癌症征象。液体活检作为无创疾病监测和治疗指导手段，可用于检测NSCLC早期、治疗后MRD、靶向治疗耐药、免疫检查点抑制...
本文提出一种基于截断一维光子晶体（1D PC）与狄拉克半金属（BDS）的近红外高灵敏折射率生物传感器理论模型。该传感器采用棱镜耦合结构，由耦合棱镜、TiO2/SiO2 交替一维光子晶体、含 TiO2 与 BDS 的缺陷层以及传感介质层组成。当近红外光经棱镜入射时，在 BDS 与一维光子晶体界面激发 Bloch 表面波（BSW），形成...
生物传感器在个性化医疗与环境监测中具有变革潜力，其性能提升取决于制造技术与稳健传感材料。功能化石墨烯因易于与生物识别元件界面化而成为有吸引力的换能材料。石墨烯及其衍生物如氧化石墨烯（GO）已被广泛用于疾病监测生物传感器；石墨烯可图案化为多种结构，并集成到微流控、电化学和等离子体传感器中。GO 因合成简便、可图案化、功能化程度高、电子...
本研究构建了一种基于异常光学透射（EOT）的光纤表面等离子共振（SPR）生物传感平台，以提升便携性和灵敏度，并用于监测单克隆抗体（Mab）浓度。通过优化制备流程、更换流池材料以及光纤组件，该传感器具有便携性，并能抵抗外界干扰。在实施有效的模板清洁程序并精确控制制备过程后，获得了509±5 nm/RIU的一致灵敏度。该传感器对Mab的...
为提高农产品产量和质量，农药被全球广泛用于保护作物免受虫害。然而，多数农药难以降解，会残留在农产品中并进一步富集到食物链和生态系统，对人类健康和环境构成严重威胁。因此，开发高效方法和工具监测农药残留及其相关生物标志物（乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶）具有重要意义。具有类酶催化特性的纳米材料（纳米酶）因稳定性优异、催化性能可调、成本低且易...
微流控纸基分析装置（µPAD）是发展低成本、简易即时检测（POC）分析系统的重要方向。本文报道了一种基于智能手机的折纸化学发光µPAD，用于血液样品中葡萄糖的定量检测。该传感器利用葡萄糖氧化酶（GOx）催化葡萄糖氧化生成过氧化氢（H2O2），随后采用鲁米诺/六氰合铁(III)酸钾（luminol/K3[Fe(CN)6]）化学发光体系...
本文报道了一种基于AuNPs/VS2支架上自组装拱形-十字形DNA的电化学生物传感器，用于高灵敏、高选择性地检测MCF-7乳腺癌细胞。拱形DNA由两条嵌入MCF-7细胞适配体的单链DNA通过互补尾端自组装形成，并通过Au-S键和静电作用固定于AuNPs/VS2电极表面。无MCF-7细胞时，三端生物素标记的十字形DNA杂交结合于拱形D...
本文提出一种基于石墨烯/布拉格反射器混合结构的高灵敏度太赫兹生物传感器。该传感器利用石墨烯与布拉格反射器激发的石墨烯Tamm等离激元（GTPs）模式，与对称光子晶体中由传感层引入的缺陷模式发生模式耦合，形成尖锐的Fano共振反射峰。由于Fano共振峰对石墨烯费米能、传感介质厚度和折射率变化高度敏感，传感层中生物分子或气体引起折射率微...
本研究开发了一种基于液晶（LC）的单基底生物传感器，通过在二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵（DMOAP）修饰的玻璃片上旋涂液晶薄膜实现。与传统夹层液晶池相比，旋涂法简化了制备流程，并可通过调节转速精确控制膜厚，从而减少人工组装误差。对于牛血清白蛋白（BSA），4.2 μm 厚商用向列相液晶 E7 夹层池的检出限为 1...
重金属铅（Pb）可不可逆损伤人体神经系统。为理解铅诱导损伤，作者将遗传编码 FRET 型铅生物传感器 Met-lead 1.44 M1 应用于两种活系统监测铅浓度：iPSC 来源心肌细胞作为半组织平台，黑腹果蝇作为体内动物模型。不同 FRET 成像模式获取代表铅存在的信号，并在不同空间维度呈现。在 iPSC 心肌细胞中，荧光信号波动...
无需核酸扩增的检测方法因结果快速而有利于病毒诊断，可为准确诊断和疫情监测提供信息。流感病毒易发生引发大流行的基因突变，因此需要将这些检测平台应用于流感诊断。本文在超灵敏检测平台上分析了快速评估病毒新兴风险（FEVER）流程，包括基于波导的光学生物传感器和流式细胞术微球检测，并通过计算模拟评估其序列覆盖度，与美国疾控中心（CDC）流感...
细胞因子是由免疫和非免疫细胞在外界刺激下分泌的一组小蛋白，其检测在疾病早期诊断、病情监测和治疗反应评估中具有重要意义。目前已有ELISA、放射免疫分析、ELISPOT、qRT-PCR、免疫染色、细胞内细胞因子染色和微阵列等多种检测方法，但在特定应用中，多路复用、连续监测以及可穿戴生物传感检测仍具重要价值。纳米材料因具有高比表面积、可...
世界卫生组织预测，抗菌药物耐药性（AMR）将在未来数十年成为全球主要死因之一。抗生素滥用使许多病原菌产生耐药性，细菌生物膜尤其难以清除。因此，亟需非破坏性、无标记的实时技术来研究生物膜形成与成熟，并评估抗生素效率。本文提出一种基于并联互指微电极与纳米电极双阵列的新型光电器件，用于同时开展光学与电学测量以监测细菌生物膜演化。纳米电极区...
本文指出，基于患者健康档案的快速生物信息学分析以及低水平生物标志物检测，正成为设计智能化、个性化健康管理分析诊断系统的关键。为实现这一目标，需要优化组合纳米赋能的生物传感原型、人工智能（AI）支持的预测分析和基于医疗物联网（IoMT）的生物信息学分析。此类系统以高效疾病诊断原型演示为起点，代表未来疾病管理方向。为探索上述问题，MDP...
本研究构建携带不同启动子插入在铬酸盐感应调控基因 chrB 与报告基因 luxAB 之间的重组大肠杆菌菌株，用于感知低浓度六价铬 Cr(VI)（<0.05 mg/L），并评价其在水体中测定 Cr(VI) 的灵敏度、选择性和特异性。发光强度受 pH、温度、检测时间、共存碳源、共存离子、Cr(VI) 氧阴离子形态、浓度、菌种和培养基影响...
为实现对大肠杆菌O157:H7的灵敏快速检测，作者首次以金纳米颗粒（GNPs）、牛血清白蛋白（BSA）、氯化铁、磷酸盐缓冲液（PBS）和抗体为原料，一锅法合成有机–无机杂化Au/Fe3+纳米簇（NCs）。所得Au/Fe3+多孔海绵状NCs具有较大比表面积，对E. coli O157:H7表现出优异的生物特异性。GNPs在NCs中作为...
本文报道了一种用于水中二价汞离子（Hg(II)）检测的一次性电化学生物传感器。该传感器以丝网印刷碳电极（SPCE）为基底，在其工作电极表面依次构建银纳米线（AgNWs）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、壳聚糖（CS）和脲酶（Urease）复合修饰层，记为 AgNWs/HPMC/CS/Urease/SPCE。扫描电子显微镜证实复合层成功...