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利用微波合成的银纳米基底进行表面增强拉曼散射（SERS）快速检测食源性病原体
摘要： 目前已开发出快速、灵敏的食源性致病菌检测方法，这对食品安全至关重要。本研究旨在探索利用银纳米基底的表面增强拉曼散射（SERS）技术来检测和鉴定以下三种食源性致病菌：大肠杆菌O157:H7、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌。将所有菌株用10 mL银胶体纳米颗粒重悬，使其浓度达到10^7 CFU/mL，随后接受785 nm激光激发。研究结果表明，所有细菌均可通过SERS实现灵敏且可重复的直接检测。三种食源性致病菌的SERS光谱数据呈现显著差异，且银胶体纳米颗?？勺魑吡槊舳鹊腟ERS活性基底。此外，该检测仅需几分钟操作时间，证明SERS联合银胶体纳米颗粒是检测与表征食源性致病菌的有效方法。同时，主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）通过条形码式光谱数据降维使不同菌株得到明确区分。因此，SERS技术不仅对食源性致病菌的检测与鉴定具有重要应用价值，在食品安全领域同样前景广阔。
关键词： 银纳米颗粒，快速检测，食品安全，表面增强拉曼散射，食源性病原体，生物分析
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于比色皿的微流控装置，集成纳米结构用于测量双局部表面等离子体共振（LSPR）信号
摘要： 利用局域表面等离子体共振现象的分光光度计是生物技术和生物分析领域中强大的测量工具。我们提出了一种可用于通用分光光度计的新型比色皿设计。这种新型比色皿设计只需几微升试剂即可进行测量，且可同时装载并测量两枚芯片。由于样品芯片通过螺丝机械固定，可轻松装卸，因此该新型比色皿可多次使用。这能在成本和时间方面为用户带来优势。我们通过信号增强和双信号检测验证了其在生物技术和生物分析领域应用的可能性。
关键词： 分光光度计、生物分析、纳米结构、微流控装置、生物技术、局域表面等离子体共振、LSPR
更新于2025-09-23 15:21:01
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酶对量子点发光的调控：在生物分析中的应用
摘要： 新型生物分析系统的开发是提升人们生活质量的重要一步。大量新型生物分析方法基于量子点光致发光信号的检测与测定。其中一类独立的分析系统是基于酶的发光检测法，该方法利用酶反应产物引起的量子点光致发光值变化来测定分析物浓度。这类基于光致发光猝灭原理的系统具有设备要求简单、成本低廉、非专业人士可操作性强以及仅需在分析前对样品进行稀释而无需其他预处理等优势。所述生物分析系统可广泛应用于医疗保健、食品分析和农业领域的众多对象。本综述的主要目的是汇总已发表检测系统存在的缺陷与不足（这些缺陷阻碍了其商业化应用），并探寻可能的解决方案。
关键词： 生物分析、免疫测定、传感器开发、量子点、发光、酶催化
更新于2025-09-23 15:19:57
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右旋糖酐功能化半导体量子点生物偶联物用于生物分析与成像
摘要： 在生物应用中充分发挥胶体半导体量子点(QDs)优异光学性能的前提条件，是建立有效的表面功能化与生物偶联策略。虽然葡聚糖功能化已在部分纳米材料中取得显著成效，但其在量子点领域的应用极为有限。本研究报道了葡聚糖功能化量子点的制备、表征及概念验证应用。我们评估了多种葡聚糖配体的修饰方案，包括其在不同pH值范围内的胶体稳定性表现、与蛋白质/细胞的非特异性结合情况，以及细胞微注射实验和细胞活性检测。研究同时展示了多种生物偶联策略的应用：通过共价偶联开发简易pH传感器；利用组氨酸标签肽段与量子点结合实现基于能量转移的蛋白酶活性检测；采用四聚体抗体复合物(TACs)构建夹心免疫检测体系，用于细胞免疫标记与成像。结果表明葡聚糖配体对量子点功能化极具应用前景，且其结构设计可灵活调整以满足不同应用需求。
关键词： 右旋糖酐、量子点、胶体稳定性、成像、生物偶联、生物分析
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于极性载流子产生电场的超灵敏纸基光电化学传感平台
摘要： 电子-空穴对的高效分离对提升纸基光电化学（PEC）生物分析性能至关重要。本研究开发了一种简单而有效的策略，通过引入经典钙钛矿铁电材料BaTiO3（BTO）产生的极性载流子?。≒CC）来调控光生电子与空穴的有效分离。将该材料插入n型WO3纳米片与p型Cu2O之间（构成WO3纳米片/BTO/Cu2O结构），使光电极获得可持续的PCC电场作为驱动力，从而实现PEC生物分析中载流子定向分离（DSCC）策略。该持久PCC电场能分别吸引Cu2O的电子和WO3的空穴，调控载流子定向迁移，在高效电子-空穴对分离基础上增强PEC光电流，实现超灵敏定量检测。相较于WO3纳米片/Cu2O和纯WO3纳米片光电极，极化后的WO3纳米片/BTO/Cu2O光电极光电流密度分别提升1.7倍和10.9倍。得益于此，获得的高光电流密度显著提升了PEC生物分析灵敏度。最终实现对模型物前列腺特异性抗原（PSA）的超灵敏检测，线性范围达0.1 pg/mL-50 ng/mL，检测限低至0.036 pg/mL。本研究阐明了铁电材料诱导极化电场调控电荷分离的作用机制，为构建高性能纸基PEC生物分析提供了策略依据。
关键词： 三氧化钨、钛酸钡、PSA（前列腺特异性抗原）、光电化学、氧化亚铜、铁电体、生物分析
更新于2025-09-19 17:13:59
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社论：用于生物分析应用领域的等离子体技术
摘要： 生物分析技术能够提供生物系统中目标生物分析物的定量信息，在生物医学应用、环境监测以及食品质量与安全领域日益普及。最新进展中，基于等离子体共振的技术在实际应用方面取得显著突破。该技术基于表面等离子体——由金属-电介质界面处的电磁辐射激发贵金属薄膜或纳米颗粒表面传导电子的集体振荡。等离子体纳米结构可在纳米尺度调控可见光，已用于制造具有独特或改良性能的等离子体滤光片、波导、纳米级光源等器件。此外，等离子体学深化了人们对分子与纳米结构相互作用的理解，并应用于生物传感领域。其低欧姆损耗与光学损耗、化学活性、可调光学特性、对入射光的特异性响应，以及增强荧光和拉曼散射等信号的能力，在生物医学应用中得到充分利用。具体技术包括纳米尺度光学吸收光谱、表面等离子体共振（SPR）、局域表面等离子体共振（LSPR）、表面增强拉曼散射光谱（SERS）、针尖增强拉曼光谱（TERS）、表面增强红外吸收光谱（SEIRAS）、单分子等离子体学（SMP）和手性等离子体学（CP）。本专刊面向从事等离子体共振技术在生物分析传感领域应用的化学家、生物学家及材料科学家。
关键词： 等离子体激元材料、等离子体激元学、生物分析、医学诊断、细胞外囊泡
更新于2025-09-16 10:30:52
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银纳米颗粒-石墨烯量子点经金纳米颗粒修饰表面固定单链DNA用于微生物生物传感
摘要： 过去十年间，病原微生物的快速筛查需求日益增长。由于嗜肺军团菌生长条件苛刻且难以培养的特性，该菌已成为生物检测与生物医药分析中的重要病原体。本研究开发了一种新型纸基基因检测平台用于嗜肺军团菌监测。首次合成了银-石墨烯量子点（Ag/GQDs）墨水，并以此构建了嗜肺军团菌生物检测的新型基底。通过半胱胺修饰的金纳米颗粒（CysA/AuNPs）对制备界面进行改性，该材料对单链DNA固定及互补链DNA杂交具有关键作用。采用场发射扫描电镜（FE-SEM）、能谱仪（EDS）、原子力显微镜（AFM）和透射电镜（TEM）对基因检测平台制备各步骤进行了表征。通过计时电流法成功实现了目标cDNA的检测，其线性检测范围为1μM至1ZM，最低定量限达1ZM。结果表明，该设计生物平台虽结构简单，但对嗜肺军团菌基因组DNA检测具有高灵敏度与特异性。
关键词： 纳米技术、杂交、生物传感器、核酸、先进纳米材料、生物分析
更新于2025-09-11 14:15:04
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时间分辨流式细胞术中的发光寿命编码
摘要： 时间分辨流式细胞术为生物分析中常用的光谱或多重强度检测提供了一种替代方案。目前，该领域绝大多数研究集中于相位域技术和特定应用。本报告展示了一种基于紧凑型装置的时间分辨流式细胞仪平台，通过利用纳秒级寿命编码微球的直接时域测量实现检测。我们全面评估了时域流式细胞术，探讨了该平台解决分辨率极限、数据分析及适用编码染料要求的设计理念。实验数据辅以光子计数数值计算，以及噪声和测量时间对所获寿命值影响的分析。
关键词： 寿命编码微珠、多重检测、时间分辨流式细胞术、生物分析、时域测量
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于数字图像比色法与智能手机集成的纸质微型化免疫传感器，用于肉眼可见的碱性磷酸酶检测
摘要： 碱性磷酸酶（ALP）是天然存在于生乳中的金属蛋白，被视为牛奶质量控制的重要生物标志物。实现其简便、个性化且无需仪器的检测，对确保牛奶经过巴氏杀菌并与生乳区分至关重要?；贏LP的这种重要性，我们开发了一种办公打孔机制作的纸质生物传感器，用于牛奶样本中ALP的肉眼检测。通过结合智能手机的数字图像比色法（DIC）技术进行定量分析。该传感器探针是通过将ALP抗体（抗-ALP）共价固定在功能化纸表面制备而成。采用DIC、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和原子力显微镜（AFM）对生物传感探针的制备进行了表征。检测基于传感器探针与ALP之间的免疫复合物形成，利用ALP对5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸盐（BCIP）的催化活性产生蓝绿色沉淀作为分析信号。通过智能手机摄像头捕捉蓝绿色复合物的剂量依赖性显色，并采用红绿蓝（RGB）分析系统的数字图像比色法进行分析，其中红色通道灵敏度最高。根据DIC分析，ALP检测的动态范围为10-1000 U/mL，检测限为0.87（±0.07）U/mL。所设计的纸质生物传感器成功应用于商业奶和生乳样本中ALP的检测。评估了牛奶样本中成分引起的干扰，并测试了所设计生物传感器的长期稳定性。基于检测原理，开发了一种微型化试剂盒[20.0毫米（长）×20.0毫米（宽）×2.15毫米（高）]，用于ALP检测以展示其无需仪器、直接适用于厨房的特点。
关键词： 微型化原型、碱性磷酸酶、纸基生物传感器、数字图像比色法、生物分析
更新于2025-09-04 15:30:14