星形胶质细胞是大脑中主要细胞类型之一，在维持神经元能量供应和代谢物稳态中起关键作用，其葡萄糖摄取与乳酸产生是重要的可观测代谢行为。为建立可规模化且功能可靠的体外星形胶质细胞模型，本研究比较了人诱导多能干细胞来源星形胶质细胞（hiAstrocytes）与人胎儿星形胶质细胞（HFAs）的葡萄糖和乳酸代谢周转。在相同定义培养基条件下，作者...
直接实时监测脑细胞外空间乳酸有助于阐明乳酸在脑代谢与调节中的作用。与在体研究相比，脑片可分离神经贡献与脑血管反应，并便于控制记录条件。作者基于铂化碳纤维微电极平台，设计了一种用于脑片乳酸监测的氧化酶微生物传感器，在32 °C下具有高空间和时间分辨率。乳酸氧化酶（LOx，Aerococcus viridans）通过戊二醛交联固定，并添...
电化学生物传感器已广泛应用于疾病管理中的代谢物检测系统开发。然而，传统静脉采血和指尖采血具有侵入性，且难以动态追踪多种代谢物。在多种体液中，唾液易于获取，被认为是无创代谢物检测的有前景候选物。近期关于唾液代谢物电化学生物传感器的研究已展现出高灵敏度和宽线性范围，但多数工作集中于单一代谢物检测。本文基于具有两个工作电极的柔性丝网印刷电...
乳酸已从细胞代谢废物转变为重要代谢底物和信号分子。生物组织尤其是间质中乳酸水平的波动需要高时空分辨率评估，细胞成像方法最适合。本研究评估乳酸受体羟基羧酸受体1（HCAR1，原名GPR81）作为基因编码荧光乳酸生物传感器构建模块的适用性。作者采用已成功用于多巴胺、血清素和去甲肾上腺素等基于各自G蛋白偶联受体的策略，构建了一组强度型荧光...
乳酸检测在运动医学和临床医学中具有重要意义，乳酸堆积会影响运动员表现，也是脓毒症的重要预后指标。目前乳酸检测主要依赖指尖或耳垂采血，存在疼痛、无法连续监测和成本较高等问题。本研究开发了一种低成本连续乳酸监测系统（CLMS），其核心为基于经皮微针阵列的三电极乳酸传感器。工作电极为10 mm×6 mm的不锈钢微针阵列，包含3×3根微针，...
超微量汗液的高灵敏、高选择性分析仍是生物传感领域的重大挑战，而小体积液体的有效操控是解决该问题的关键。本文开发了一种具有润湿性与导电性双不对称集成的混合 Janus 膜（HJM），用于可穿戴汗液生物传感中的受控微体积液体传输。与传统多孔膜中不可控的液体扩散不同，该 Janus 膜的不对称润湿性赋予其独特的单向液体传输能力，突破压力达...
严重感染可引发宿主反应失调并导致器官功能障碍，即脓毒症；若不能及时识别和治疗，可能致命。因此，需要在分诊、急诊、病房、重症监护及院外等不同脓毒症护理节点快速检测生物标志物和病原体。现有商业诊断方法在速度、灵敏度和特异性方面尚不能满足临床需求。本文综述基于微纳结构材料的脓毒症诊断工具最新进展，首先介绍乳酸、降钙素原、细胞因子、C反应蛋...
选择性检测和量化与人类疾病相关的生物标志物对预防保健至关重要。表面增强拉曼散射（SERS）光谱是一种高灵敏度的无标记分析技术，但其应用效果高度依赖SERS基底的有效制备。本文报道了一种等离子体纸基柔性基底（PPFS）用于SERS传感。通过简单的一步银镜反应（SMR），在Whatman滤纸表面原位生长银纳米结构（AgNS）。FESEM...
本文报道了一种酶基双电化学生物传感器，在两个工作丝网印刷碳电极（SPCEs）上分别固定葡萄糖氧化酶（GOX）和乳酸氧化酶（LOX），用于在单滴约30 µL全血中顺序测定葡萄糖和乳酸。作者建立28周高脂饮食诱导肥胖（DIO）小鼠模型，监测血糖与血乳酸变化。葡萄糖和乳酸在0.5–35 mM、0.5–25 mM范围内呈线性，R值分别为0....
本研究旨在应用生物传感器评估猪肉质量。试验采用20份来自波兰兰德瑞斯与波兰大白杂交育肥猪的背最长肌样品，在屠宰后48 h测定pH、CIE L*a*b*颜色参数、自然滴水损失体积和肌内脂肪含量。使用商用生物传感器Accutrend Plus，以专用反应试纸法测定肉汁中葡萄糖、甘油三酯和乳酸含量。结果表明，葡萄糖、甘油三酯和乳酸水平与猪...
生物传感器因高灵敏度被广泛用于食品、环境和医学检测，但丝网印刷、微加工和3D打印等现有制造方法存在流程复杂、依赖洁净室和材料受限等问题。本文提出一种活字生物电子印刷技术，通过预制模具将生物电子材料直接转移到不同基底上，实现刚性或柔性基底上部分或完整电路的按需印刷。该方法简单、低成本且稳健，可在电极制备后无需复杂修饰，直接将酶等生物活...
非侵入式可穿戴生物传感器能够连续量化人体生化参数，对预测生理状态、预警疾病风险具有重要价值。现有商业可穿戴设备多用于活动追踪，而通过汗液分析监测健康状况的能力有限。电子纺织品生物传感器因柔性、低成本、易集成和无创等优势，适用于该场景，但纺织基传感材料制备、皮肤界面设计和嵌入式数据采集/传输仍是挑战。本文提出一种基于导电线装饰氧化锌纳...
乳酸是重要有机分子，在人体缺氧时经厌氧代谢过量产生，其浓度与出血、呼吸衰竭、缺血等医学状况相关。本文报道一种石墨烯基乳酸生物传感器，用于检测缓冲液和血浆中L-乳酸浓度。器件活性表面石墨烯通过乳酸脱氢酶（LDH）功能化，并采用Nafion、壳聚糖和戊二醛构建固定化基质，以保证酶稳定性并提高选择性。器件在不同液体中测试浓度范围内呈现线性...
配体诱导遗传系统是合成生物学的核心，但无诱导剂时存在泄漏表达。作者开发了一种泄漏抑制工具，在保留信号的同时大幅降低大肠杆菌中诱导型遗传系统的泄漏。该系统采用一致前馈回路，利用抑制tRNA实现受控基因中沉默无义突变的条件性通读，可应用于任意配体诱导转录因子。作者以乳酸生物传感器 LldR 和阿拉伯糖生物传感器 AraC 验证原理：诱导...
可穿戴电化学传感器能够检测人体生物标志物，从而全面评估健康状况。ELSAH项目旨在开发一种微创传感器系统，实时连续监测真皮组织间液中的葡萄糖和乳酸。本研究在开发早期比较ELSAH贴片预期规格与潜在终端用户的期望和要求。方法为向383名受访者发放问卷。结果显示，参与者对该系统有较高需求，并愿意将其用于不同医疗和体能应用；首选与传感器通...
乳酸（LA）在肿瘤代谢及多种癌症恶性进展中发挥重要作用。本文报道了一种一步法、免清洗的微流控微滴生物传感器方法，用于高灵敏检测单个肿瘤细胞分泌的乳酸。该方法将乳酸脱氢酶（LDH）辅助的乳酸化学转化反应集成于体积约4.2 nL的水包油微滴中，使乳酸在LDH催化下氧化为丙酮酸，同时烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）被还原为具有内源荧光的NA...
调节导电聚合物（CPs）表面的化学官能团，可有效定制其物理化学性质与电化学性能，并为生物分子稳定整合提供功能界面，是有机生物电子（OBEs）的重要策略。本文提出一种简便方法，通过系统评估一系列含羧酸盐分子作为反离子掺杂剂整合到聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT）主链中，包括乙酸根（单羧酸）、苹果酸根（二羧酸）、柠檬酸根（三羧酸）...
电化学传感器每年被数百万患者和医疗提供者使用，但内源性氧化还原活性化合物会干扰测量，如对乙酰氨基酚（APAP）。本研究采用锇基氧化还原聚合物 Os(bpy)2Cl-PVI 作为电子转移介质，与葡萄糖氧化酶（GOx）或乳酸氧化酶（LOx）结合，构建低干扰、高分辨率多分析物电化学生物传感器。该传感器在 0.2 V（vs Ag/AgCl）...
产电菌通过代谢有机底物并将电子转移至外电极产生电流。本研究作为概念验证，报道一种新型产电弧菌 Arcobacter butzleri OK-1，其主要利用乙酸和乳酸生长，且电流密度与化学需氧量（COD）浓度在 200 ppm 以下呈正相关（R^2=0.95）。利用 CRISPR-Cas9 和 Cpf1 分别敲除乙酸代谢关键基因 ac...
葡萄糖和乳酸为脑细胞功能提供能量，也是多种生物分子合成的重要碳源，因此需要在与神经元功能时间尺度相当的时间尺度上原位定量监测这些分子。本研究将碳纤微生物传感器与快速扫描循环伏安法（FSCV）结合，在大鼠纹状体特定部位监测中脑投射电刺激引发的葡萄糖和乳酸波动。系统改变刺激参数揭示了葡萄糖和乳酸对突触功能代谢需求响应的不同动力学。刺激开...