Optical Biosensors-Principles of Operation and Applications.
生物传感器通常由识别元件和换能器组成：识别元件选择性检测生物分析物，换能器将测得的物理化学性质转换为电信号，再经放大、处理并在用户界面显示，通常还存储于数据系统中。此类传感器可应用于个性化医疗、药物发现、食品安全和植物病害诊断等广泛领域。便携式生物传感器常基于微流控系统或微机电系统（MEMS），用于测量物理或化学参数。尽管生物传感器...
Portable Dual-Mode Biosensor for Quantitative Determination of
食源性病原体仍是全球重大公共卫生问题，亟需快速、可及的检测技术。传统培养法和聚合酶链反应准确但耗时，不适合现场检测。本研究提出一种便携式、智能手机辅助的双模生物传感器，将比色成像与光热散斑成像相结合，用于提高侧流层析试纸条（LFA）检测沙门氏菌的灵敏度。原型装置采用低成本组件（约500美元），以树莓派控制照明、图像采集和基于机器学习...
Low-Cost and Portable Biosensor Based on Monitoring Impedance Changes in Aptamer-Functionalized Nanoporous Anodized Aluminum Oxide Membrane.
本文报道了一种低成本、便携式生物传感器，由适配体功能化纳米孔阳极氧化铝（NAAO）膜和基于商用微控制器芯片的阻抗读取器组成，适用于电化学阻抗谱（EIS）检测。该传感器由两个腔室构成，中间以适配体功能化 NAAO 膜分隔，阻抗读取器用于监测跨膜阻抗变化。研究采用阿莫地喹结合适配体 OR7 功能化膜，检测阿莫地喹（AMQ）分子。将适配体...
A Portable, Encapsulated Microbial Whole-Cell Biosensing System for the Detection of Bioavailable Copper (II) in Soil.
本研究开发了一种可现场部署的便携式微生物全细胞生物传感器（MWCB），用于在复杂土壤基质中监测必需微量营养元素铜(II)的生物可利用浓度，且几乎无需样品前处理。传统铜检测方法多依赖实验室化学萃取和精密仪器，难以直接测定生物可利用铜。作者通过对绿色荧光蛋白（GFP）进行环状重排，并在其新形成的N端插入铜离子结合基序（ATCUN mot...
Pocketable Biosensor Based on Quartz-Crystal Microbalance and Its Application to DNA Detection.
石英晶体微天平（QCM）可测量纳克级质量变化。当受体固定于QCM传感表面时，器件可通过捕获分子引起的质量变化检测化学分子。尽管QCM已用于无标记生物分子相互作用分析，但高灵敏度QCM多为台式设备。本研究利用智能手机和可穿戴设备中的小型电子元件与薄膜电池，制备了IC卡尺寸、可电池供电的便携式QCM器件。为验证其作为生物传感器的适用性，...
Development of a Single-Chain Variable Fragment of CR3022 for a Plasmonic-Based Biosensor Targeting the SARS-CoV-2 Spike Protein.
在 SARS-CoV-2 引发新冠疫情两年后，快速、准确的检测手段对防控未来疫情暴发至关重要。本研究开发了一种面向便携式表面等离子共振（SPR）的等离子体生物传感器。作者基于 CR3022 抗体设计单链可变片段（scFv），并在连接肽第二位点插入半胱氨酸，使其可通过硫醇-金偶联直接固定于便携式 SPR 金芯片表面，有望无需纯化即作为...
A Portable Biosensor Based on Au Nanoflower Interface Combined with Electrochemical Immunochromatography for POC Detection of Prostate-Specific Antigen.
血清前列腺特异性抗原（PSA）是前列腺癌诊断和预后监测中最可靠的生物标志物，但现有检测方法难以实现快速监测。本文报道了一种用于临床准确检测PSA的电化学免疫层析（EIC）系统。首先，在丝网印刷碳电极（SPCE）工作电极上电沉积金纳米花（Au NFs），构建高比表面积碳界面，以增加PSA捕获抗体负载并提高信噪比。随后，将SPCE/Au...
Portable Waveguide-Based Optical Biosensor.
快速现场诊断对疫情响应、环境监测和全球健康至关重要。便携式光学生物传感器因检测速度快、准确度高而受到广泛关注。本文报道了便携式工程化分析传感器（PEGASUS）的传感硬件开发，该传感器旨在成为可部署、可推广的生物传感平台。作者利用与PEGASUS传感硬件和软件相同的测试平台（PTB），通过生物素-链霉亲和素化学演示了对1 nM荧光偶...
Application of a Novel Biosensor for Salivary Conductivity in Detecting Chronic Kidney Disease.
慢性肾脏病（CKD）患病率不断上升，传统肾功能评估依赖有创静脉采血，限制早期筛查。作者开发了一种微型共面生物传感装置，采用无涂层金微电极，仅需 50 µL 唾液即可测量唾液电导率。前期数据显示 CKD 患者唾液电导率显著升高。本横断面研究纳入 214 名成人，平均年龄 63.96±13.53 岁，男性占 33.2%，CKD（eGFR...
Portable electrochemical micro-workstation platform for simultaneous detection of multiple Alzheimer's disease biomarkers.
阿尔茨海默病是最常见的痴呆类型，正成为本世纪最昂贵、致死且负担沉重的疾病之一。尽管目前尚无有效疗法，但早期诊断和干预对临床工作具有重要意义。本文开发了一种便携式电化学微工作站平台，由电化学微工作站和集成电化学微阵列组成，用于同时检测血清中多种阿尔茨海默病生物标志物，包括Aβ40、Aβ42、T-tau和P-tau181。集成电化学微阵...
SARS-CoV-2 Variant Screening Using a Virus-Receptor-Based Electrical Biosensor.
SARS-CoV-2变异株可能增加传播力和毒力，或降低现有疫苗效果，但现有生物传感器多靶向易突变的病毒组分，难以筛查变异株。ACE2是所有已知SARS-CoV-2变异株共享的病毒受体，可作为替代识别策略。本文设计了一种高灵敏、便携式的基于病毒受体的COVID-19筛查生物传感器，并采用双栅场效应晶体管（dual-gate FET）克...
A Rapid Detection of COVID-19 Viral RNA in Human Saliva Using Electrical Double Layer-Gated Field-Effect Transistor-Based Biosensors.
鉴于新冠疫情快速传播和较高死亡率，亟需快速筛查与精准诊断工具。唾液可作为检测严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV-2）的替代样本，因为其病毒载量与咽拭子和鼻拭子相当。电双层门控场效应晶体管生物传感器（EDL-gated BioFET）因高灵敏度、便携构型、无标记操作和基质不敏感而成为唾液新冠检测的候选平台。本文利用 ED...
BioChemPen for a Rapid Analysis of Compounds Supported on Solid Surfaces.
本文报道了一种名为BioChemPen的便携式无线生物传感器装置，用于快速分析吸附在固体表面的物质。该装置利用水凝胶基质中发生的（生物）发光反应：其活性元件为含有酶、电解质溶液及所需底物的水凝胶盘（化学换能器）。当水凝胶接触含目标分析物的固体样品表面时，产生光信号；邻近放置的光敏电阻（光电换能器）检测该光信号。装置由MicroPyt...
Portable detection of Staphylococcus aureus using personal glucose meter based on hybridization chain reaction strategy.
金黄色葡萄球菌是重要的食源性细菌病原体，可引起多种疾病。本文报道了一种基于个人血糖仪（PGM）平台的磁性适配体生物传感器，用于灵敏、高选择性地检测金黄色葡萄球菌。金黄色葡萄球菌适配体通过与捕获探针P杂交固定在磁性微球上；当存在金黄色葡萄球菌时，适配体从磁性微球上解离，暴露捕获探针P，使其与生物素化探针杂交并触发DNA杂交链反应（HC...
Development of portable CdS QDs screen-printed carbon electrode platform for electrochemiluminescence measurements and bioanalytical applications.
本文提出一种基于丝网印刷电极的便携式、一次性CdS量子点（QDs）电化学发光（ECL）检测平台。CdS QDs在水相中合成并滴涂于碳电极表面，其球形聚集体由约4 nm纳米颗粒组成，用作酶学检测的ECL敏化剂。纳米颗粒经光学技术、TEM和XPS表征，电极修饰过程经优化并用SEM和共聚焦显微镜研究。CdS QDs的ECL发射以H2O2为...
A CRISPR-Cas12a-derived biosensor enabling portable personal glucose meter readout for quantitative detection of SARS-CoV-2.
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）在全球快速传播，给疫情防控带来严峻挑战。现有核酸检测和免疫检测方法多依赖专业仪器、训练有素的操作人员和集中实验室，便携性和实用性受限。本文开发了一种基于CRISPR-Cas12a的便携式、快速、高灵敏SARS-CoV-2检测方法。样品经快速预处理后，在温和条件下通过逆转录重组酶辅助...
Recent Advances in Portable Biosensors for Biomarker Detection in Body Fluids.
便携式生物传感器近期发展使生物标志物快速、准确、现场检测成为可能，有助于通过控制传染源预防疾病传播。在偏远环境开展准确现场诊断与检测，需要更少侵入性的样本采集。唾液、汗液、血液、尿液等易获取体液已被用于无创或微创采样。寻找准确生物标志物对疾病早期临床干预和治疗至关重要，这些可靠标志物也可用于监测疾病进展。本综述总结便携式生物传感器检...
Light-Weight Portable Electroantennography Device as a Future Field-Based Tool for Applied Chemical Ecology.
便携式电触角图（pEAG）可进一步理解气味羽流动态，并补充实验室电触角图工具。pEAG有助于回答羽流结构如何影响昆虫行为、信息素诱饵陷阱的有效空间，以及生物和非生物因素对该有效空间的影响。pEAG面临的挑战包括小型化与灵敏度、环境气味干扰和数据处理。本文描述了一种采用现代工程硬件与技术构建的pEAG，其便携性优于早期模型：重量516...
End-point dual specific detection of nucleic acids using CRISPR/Cas12a based portable biosensor.
开发基于 CRISPR/Cas12a 的便携式生物传感器（Cas12a-PB），用于同时视觉检测转基因（GM）大豆粉（Roundup Ready）中的 CaMV35S 启动子和 Lectin 基因。Cas12a-PB 主要由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和 PMMA 胶带制成，具有连接结构、三个通道和三个检测室。CRISPR/Cas1...
DaimonDNA: A portable, low-cost loop-mediated isothermal amplification platform for naked-eye detection of genetically modified organisms in resource-limited settings.
转基因生物（GMO）商业化不断增多，亟需低成本、快速且便携的检测方法。传统核酸检测平台昂贵、不便携且结果复杂，需要专业人员分析。本文报道了一种便携、快速、用户友好的GMO检测生物传感器DaimonDNA。该系统利用环介导等温扩增（LAMP）特异性扩增目标DNA，并采用羟基萘酚蓝（HNB）试剂在30分钟内实现实时裸眼检测。平台基于3D...