化学与生命资源学院龙峰课题组Anal. Chem. 封面文章: 从原理突破到平台构建: 新型全光纤生物芯片为精准诊疗提供强大免标记检测工具
信息来源:中国人民大学化学与生命资源学院 发布日期:2025年09月30日
生物标志物的精准检测是疾病早期筛查、预后评估及治疗决策的重要基础。传统检测方法多依赖荧光或酶标记,流程繁琐、成本较高,且可能干扰生物分子的天然活性。因此,发展免标记检测技术——即直接探测生物分子结合所引起的物理信号变化,已成为生物传感领域的核心前沿。该类技术不仅能够简化操作流程、保持分子原位活性,更支持实时、动态的分子互作分析,为生命科学基础研究与临床诊断带来突破性进展。
、近日,龙峰教授团队在国际分析化学权威期刊《Analytical Chemistry》上发表封面文章,针对传统免标记检测技术存在的成本高、系统复杂与灵敏度不足等挑战,成功开发出一种基于“大芯径双锥光纤嵌入式光流控生物芯片(LBOB)”的创新传感平台。LBOB巧妙融合多模干涉、菲涅尔反射与大芯径双锥光纤传感机制,构建了全光纤光学检测系统,摒弃了贵金属镀层与复杂光路校准,在实现超高检测灵敏度的同时,显著降低了单次检测成本。实验表明,LBOB的折射率检测灵敏度达 1.8×10⁻⁶ RIU。在临床应用方面,该芯片可在10分钟内完成对乙型肝炎表面抗原(HBsAg)和胆酰甘氨酸(CG)等关键生物标志物的检测,检测限分别低至0.0008 IU/mL与0.12 ng/mL,性能优于现有常规方法。
LBOB的优势不仅体现在超高灵敏度与低成本,更在于其构建了一种通用型免标记检测新范式。凭借模块化设计,该平台可便捷拓展至癌症标志物、病原体等多种目标的快速检测,特别适用于基层医疗、现场快速筛查及实时分子互作研究,展现出广阔的临床应用与科学价值前景。
该研究论文的通讯作者为中国人民大学的龙峰教授,第一作者为中国人民大学化学与生命资源学院博士生徐文娟,相关研究成果以“Ultrasensitive Label-Free Biomarker Detection Utilizing a Large-Core Biconical Fiber-Embedded Optofluidic Biochip with Optimized Optical Architecture and Multimodal Signal Amplification”为题,以封面文章形式发表于Analytical Chemistry (2025, 97, 20097–20107,https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.5c02262)。
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