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无标记光学手术导航系统的几何校准
摘要： 背景：图像引导手术导航需要进行患者与影像的配准，但基于标记点的配准方法耗时且易受人为误差影响。无标记点配准是避免这些问题的替代方案。 方法：本研究设计了一种校准板，并提出几何校准方法，可同步校准所提出的光学手术导航系统中的近红外追踪与结构光组件。 结果：采用平面校准板与圆柱体评估校准精度，平面实验平均误差为0.035毫米，圆柱体实验直径误差为0.119毫米。通过重建校准板评估校准精度，实测平均误差为0.012毫米。利用该光学手术导航系统重建并追踪头部仿体，追踪误差小于0.3毫米。 结论：实验结果表明，本方法具有高可达性与精确度，满足应用需求。
关键词： 校准、无标记、结构光、光学手术导航系统
更新于2025-09-23 15:23:52
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由混合配体金属有机框架制备的ZnO/多孔碳复合材料用于C反应蛋白的超灵敏电化学免疫传感
摘要： 通过金属有机框架（MOF）简单热解获得的碳基纳米复合材料具有层状孔隙结构、可控形貌以及易于与其他金属/金属氧化物或杂原子功能化等优势，在电化学传感器领域可直接作为高活性催化剂或载体。本研究以混合配体MOF（Zn-BDC-TED）热解产物为基础，开发了新型ZnO/多孔碳基质（ZnO/MPC）电化学免疫传感平台，用于C反应蛋白的实际样品分析。经离子液体（IL）复合膜修饰的ZnO/MPC电极展现出优异的导电性和生物相容性，可实现C反应蛋白（CRP）的超灵敏检测。通过循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）等电化学手段监测了CRP免疫传感器的逐步组装过程。参数优化后，差分脉冲伏安法（DPV）响应值与CRP浓度对数在0.01-1000 ng·mL?1宽范围内呈线性关系，检测限低至5.0 pg·mL?1。该无标记免疫传感器同时表现出卓越的选择性、重现性和稳定性。我们认为ZnO/MPC复合材料及多种MOF简单热解制备的碳基纳米材料，将成为其他生物标志物灵敏检测的前景平台。
关键词： 氧化锌/金属有机框架复合物，C反应蛋白，电化学免疫传感器，热解，无标记
更新于2025-09-23 15:22:29
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一种用于非透明三维样品的无标记多色光学表面断层成像（ALMOST）方法
摘要： 背景：目前的介观尺度三维成像技术仅适用于透明或透明化样本，或需使用X射线。这对许多研究领域构成严重限制，因为不透明样本（如完整成年果蝇、非洲爪蟾胚胎等非透明样本）的三维彩色表面形态无法评估。我们开发了"ALMOST"这一新型光学方法，通过结合光学投影断层扫描装置、斜射照明和光学滤光片，实现对反光不透明物体的三维表面成像。 结果：除展示成像效果外，我们还提供了背景信息，并解释了采用标准滤波反投影算法和三维软件进行重建及后续渲染的过程。我们将该方法拓展至荧光与多通道光谱成像，并通过微型计算机断层扫描验证结果。使用不同生物与无机测试样本凸显了该方法的普适性。为进一步验证ALMOST的适用性，我们观测了果蝇幼虫肌肉诱导的形态变化，对成年果蝇进行成像，动态可视化活体非洲爪蟾胚胎神经胚形成期间神经褶闭合过程，并通过与非洲爪蟾蝌蚪透射光及荧光OPT成像对比，展示了本方法的互补性。 结论：这种新型光谱/彩色、宏观/介观尺度三维成像模式可应用于多种模式生物，能够揭示发育过程中的纵向表面动态变化。
关键词： 断层扫描、不透明样品、真实色彩、无标记、三维成像、介观尺度、形态学
更新于2025-09-23 15:22:29
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使用序列选择性小沟结合荧光团对DNA杂交链反应进行无标记原位监测
摘要： 开发了一种基于DNA小沟结合荧光染料（Hoechst 33258（Hoe）或醌氰碘噻唑（QCy-DT））的新型无标记原位杂交链式反应（HCR）监测系统。两个未修饰的含不完整双链AATT序列的发夹寡核苷酸，可在HCR产物中形成依赖靶标的探针结合位点（即AATT双链），并实现小沟结合荧光染料的原位荧光增强。利用该系统，可通过Hoe和QCy-DT的荧光增强实时原位检测目标DNA。进一步开发无标记等温检测系统，有望为核酸检测提供一种经济高效、操作简便的方法。
关键词： 无标记、杂交链式反应、小沟结合荧光团、荧光、原位检测
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过iSCAT显微镜对活细胞分泌的单个蛋白质进行无标记成像
摘要： 我们展示了干涉散射（iSCAT）显微镜技术——一种能实时检测单个活细胞分泌未标记单蛋白的方法。本规程涵盖搭建iSCAT显微镜的基础步骤，并整合额外成像通道以监测目标细胞活性。随后，我们运用该方法实时追踪活细胞分泌的单个蛋白（以永生化B细胞系Laz388为示范）。文中讨论了显微镜与样品制备的关键流程及数据记录分析方法。视频规程证明，iSCAT显微镜为单分子水平的分泌研究提供了直接有效的技术路径。
关键词： 成像、单蛋白、实时、散射、动力学、细胞分泌、无标记、干涉散射显微镜技术（iSCAT）
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于介电泳光谱学的无标记生物传感方法用于检测胰腺癌生物标志物
摘要： 我们证明负介电泳（DEP）光谱法是一种有效的生物传感器转导机制，可用于利用生物标志物CA 19-9诊断和预测胰腺癌。研究发现，施加于功能化聚苯乙烯微球（PM）的负DEP力会随胰腺癌生物标志物CA 19-9的浓度水平以及珍珠形叉指金微电极产生的电场频率发生显著变化。通过计算一组功能化为抗CA 19-9单克隆抗体的PM在0.5至2 MHz频率范围内、多个CA 19-9浓度截断值（包括0 U/mL和37 U/mL）下的排斥速度，并采用侧向照明结合实时图像处理技术（捕捉PM的米氏散射）的自动化软件测定PM与电极的排斥速度。由于负DEP光谱法能有效检测CA 19-9的截断浓度，其在胰腺癌早期诊断和预后评估中具有应用潜力。
关键词： 光谱学、胰腺癌、介电泳、无标记、生物电子学
更新于2025-09-23 15:21:01
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长周期光栅光学生物传感器上EDC介导的寡核苷酸固定化
摘要： 我们展示了基于寡核苷酸在双峰长周期光栅（dLPG）上固定化的无标记光纤生物传感器的开发与简化。这一改进源于生物功能化方法的简化。我们开发了一种一步法1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺（EDC）介导的反应，可直接将未修饰的寡核苷酸共价固定在沿光栅区域的玻璃纤维表面，使5′-磷酸化探针寡核苷酸与氨基衍生化的光纤光栅表面结合。通过5′磷酸特异性连接实现固定化，同时保留寡核苷酸其余部分用于结合反应。在不同外部介质中测试dLPG，证明其对周围介质折射率（RI）具有固有的超高灵敏度，在与生物检测相关的RI介质中，其RI灵敏度较先前发表的LPG传感器提高了50倍。功能化后，dLPG生物传感器用于监测互补寡核苷酸的杂交，显示出可检测的寡核苷酸浓度为4 nM。所提出的一步EDC反应方法可进一步扩展，随着无标记、实时、多重、高灵敏度和高特异性的进步，用于开发疾病分析和医学诊断的光纤生物传感器。
关键词： EDC介导的反应，无标记，DNA，寡核苷酸，光纤生物传感器，长周期光栅
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于癌胚抗原检测的高选择性、无标记Love模式表面声波生物传感器，采用自组装单分子层生物受体
摘要： 基于ST切石英晶片开发了一种用于高选择性、无标记检测癌胚抗原（CEA）的声表面波（SAW）生物传感器。该叉指换能器（IDT）型SAW器件的延迟线区域先镀金，再通过巯基乙酸-EDC/NHS反应机制进行化学修饰，随后通过偶联层将抗CEA自组装单分子层固定于生物受体上。采用不同浓度的CEA溶液评估该SAW器件的生物传感性能，测得检测限为0.31 ng/ml，优于现有文献报道的SAW器件CEA检测结果。通过临床血清样本评估了该生物传感器的实时检测能力，并利用CEA与其他常见肿瘤标志蛋白的混合溶液验证其选择性。经30天长期稳定性测试，整个周期内免疫检测响应性能仅下降8%。同时通过Langmuir和Freundlich吸附等温动力学研究评估了CEA与生物受体的结合情况。
关键词： 声表面波，压电性，生物传感，癌胚抗原，无标记，自组装单分子层
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种全电子可调谐的毫米波波导实验室纳米流体传感器
摘要： 本文报道了一种超灵敏的毫米波（mm-wave）反射式液体传感器，该传感器具有电子可调、非侵入性和无标记特性。该反射式液体传感器基于阻抗匹配技术，采用矩形波导结构实现，使毫米波与待测液体（LUT）的相互作用处于封闭环境中，形成纳米流体波导内实验室液体传感器，并隔绝外界干扰。该传感器对液体介电常数变化表现出高灵敏度：以乙醇-蒸馏水为基准，实验实现了超过62分贝的乙醇-蒸馏水对比度；在4分贝信号差异下，其检测限达到0.05%体积浓度的乙醇——这是目前公开报道的微波及毫米波液体传感器中的最佳性能。这种超灵敏反射传感器可用于生化传感，且波导内实验室生物传感器与微流控技术兼容。
关键词： 阻抗匹配、电子可调、液体传感器、无标记、毫米波、非侵入式
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于ZnCdS@ZnS量子点的无标记电化学发光免疫传感器的开发，用于莲子中黄曲霉毒素B1的灵敏检测
摘要： 在本研究中，我们设计了一种基于ZnCdS@ZnS量子点（QDs）的无标记电化学发光（ECL）免疫传感器，用于灵敏检测黄曲霉毒素B1（AFB1）。通过将Nafion溶液组装在金电极表面形成大量QDs作为ECL信号探针，并特异性偶联抗AFB1抗体作为捕获元件。当电解液中的S2O8 2?与电极上的QDs发生还原反应产生ECL发射时，通过记录样品中目标AFB1导致的ECL信号减弱实现定量检测。我们沿免疫传感器构建的每一步骤评估了电化学阻抗谱和ECL测量结果。经过对关键参数的系统优化后，该ECL免疫传感器展现出良好灵敏度，在0.05–100 ng/mL宽浓度范围内对AFB1的检测限低至0.01 ng/mL。使用莲子样品测试证实，所开发的ECL免疫传感器对复杂基质中痕量AFB1具有令人满意的选择性、稳定性和重现性，可实现快速、高效、灵敏的检测。本研究为多种分析物提供了强大且通用的分析平台，可广泛应用于食品安全检测、中药安全测试、环境污染监测及疾病诊断等实时分析领域。
关键词： 电化学发光免疫传感器、Nafion（全氟磺酸树脂）、莲子、黄曲霉毒素B1、ZnCdS@ZnS量子点、无标记
更新于2025-09-23 15:19:57