Trends and Innovations in Biosensors for COVID-19 Mass Testing.
快速而广泛的诊断对抗击COVID-19疫情至关重要。本文综述了可用于COVID-19检测的现有和新兴生物传感器技术。基于定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)的分子诊断检测目前用于大多数临床实验室。新冠疫情使检测能力不堪重负,推动了快速即时检测(POC)的发展和等温DNA扩增的采用。基于侧流免疫分析的抗原和血清学快速检测灵敏度较低...
快速而广泛的诊断对抗击COVID-19疫情至关重要。本文综述了可用于COVID-19检测的现有和新兴生物传感器技术。基于定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)的分子诊断检测目前用于大多数临床实验室。新冠疫情使检测能力不堪重负,推动了快速即时检测(POC)的发展和等温DNA扩增的采用。基于侧流免疫分析的抗原和血清学快速检测灵敏度较低...
传染病预防、疾病诊断和治疗方案确定均依赖生物传感器检测和分析生物标志物,通常包括细胞分析、生化分析、免疫分析和分子诊断四类。传统生物传感设备昂贵、体积大且检测耗时长,限制了其在资源有限地区的应用。近年来,将生物传感技术与印刷电路板(PCB)技术结合的Lab-on-PCB平台因高集成度、可个性化设计和易于批量生产而在生物医学领域得到广...
乳腺炎是乳动物乳房炎症,造成重大经济损失。由于疾病复杂、经济损失大、乳制品行业重要性上升及公共卫生关注,需要开发能快速、准确、确证乳腺炎的诊断方法。乳腺炎诊断可分为一般/表型检测和特异/基因型检测。表型检测识别不针对特定病原的一般改变;基因型检测具有特异性,可用于确证诊断,包括特异性培养、PCR及其多种形式(如qRT-PCR)、环介...
食源性病原微生物检测是分子诊断中的关键问题。荧光法因能检测并定量低浓度分析物而被广泛用于分子诊断,但传统荧光法需要特定光源和滤光片等复杂光学系统。为克服这些限制,作者开发了一种以逆反射Janus微粒(RJP)作为信号探针的光学传感系统。与荧光染料相比,RJP无需复杂光学系统,可用可见光且无需滤光片观察。为验证RJP可用于分子诊断,研...
丝状病毒科病毒可引起病毒性出血热,包括埃博拉病毒病(EVD)和马尔堡病毒病(MVD)。2014—2016年西非EVD暴发导致11308人死亡,病死率为39.5%。暴发期间仅60%患者获得实验室确诊,全球卫生机构认为准确且可快速部署的分子诊断是未来暴发应对的关键,以便快速识别和隔离患者。西非暴发后,多种检测EVD的分子诊断方法被开发,...
准确诊断疾病是连接病因与治愈的关键环节。经济、可靠且快速的诊断工具对乳房健康管理至关重要。越早识别疾病,损失越小;因此,研究者正努力开发可在农场使用的可靠诊断工具。然而,体细胞计数和微生物培养等传统金标准方法仍在使用,并正部分被聚合酶链反应和测序检测取代。纳米技术和基于蛋白质的检测也备受关注,其中一些有望成为牛乳房炎未来诊断方法。研...
消除食品供应中的致病微生物是食品安全的首要目标。本文综述了检测食源性病原体的主要技术,指出传统培养法虽可靠但耗时长,正逐步被生物传感器、核酸检测(NAT)及多种PCR技术取代。文中讨论了蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、普通变形杆菌、大肠杆菌、弯曲杆菌、单核细胞增生李斯特菌、沙门氏菌、曲霉、镰刀菌和青霉等病原体在污染食品中的检测。由于食...
微小RNA(miRNA)是内源性非编码RNA,通过结合靶mRNA导致转录降解或翻译抑制,在多种疾病中表达谱改变,可作为生物标志物。本文报道一种表面等离子共振(SPR)生物传感器,采用一次性注塑传感器芯片/微流控混合体,并结合横向成像光学系统,对三个一维点阵进行平行分析,用于检测miRNA-93。为提高灵敏度,作者采用两种放大策略:加...
本文报道了一种用于分子诊断中 DNA/RNA 检测的全集成 CMOS 荧光生物芯片的设计与成功实现。该生物芯片包含 32×32 连续波荧光检测生物传感元件阵列。每个传感元件可具有独特 DNA 探针序列、波长选择性多层介质发射滤光片(OD 3.6)、用于热循环的电阻加热器以及高性能可编程光电探测器。每个生物传感器尺寸为 100 μm×...
高特异、高灵敏的比色检测对临床和个性化即时诊断至关重要。等离子体纳米材料因独特光学性质被引入比色传感体系,可显著提升多种生物传感应用中的灵敏度。本文综述了基于等离子体纳米颗粒的比色纳米传感器在超灵敏分子诊断中的最新进展。根据比色信号产生机制,将其分为两类:一是颗粒间距离依赖型比色检测,即目标诱导等离子体纳米颗粒形成交联组装或聚集;二...
胶体磁性颗粒(MPs)因可被磁体操控,已在分子诊断中应用数十年。在核酸检测中,MPs 可作为捕获支持物,实现生物分子的快速、简单分离;其表面可通过涂覆多种聚合物材料进行功能化,从而适配不同应用。由于颗粒表面具有特异性活性,MPs 可提高检测的灵敏度与特异性,实际应用中比传统方法更高效。除传统检测外,MPs 还成功作为微流控和芯片生物...
本文报道了一种将声学器件作为检测元件的集成平台,重点设计微流控模块,使其与双通道或阵列型Love波声学芯片结合,用于生物医学和分子诊断。作者通过系统研究优化流池固定方式与密封材料,使流体接口和封装对声波引入的损耗最小化,并考察不同工作频率、波导材料及其厚度组合在检测蛋白和DNA生物标志物时的灵敏度。研究以链霉亲和素作为模型蛋白生物标...
乙型肝炎病毒(HBV)感染可攻击肝脏,导致慢性肝炎、肝硬化和肝癌,是全球重大公共卫生问题。目前约三分之一人口曾感染HBV,约3.5亿人患慢性HBV感染,因此亟需准确、灵敏、便捷的方法用于诊断、监测和疗效评估。本文报道一种基于比色聚合酶链反应(PCR)和含DNAzyme探针的HBV病毒载量检测与定量新策略。该探针在PCR过程中与HBV...
本文是一篇关于无标记亲和生物传感器阵列用于分子诊断的编辑评论。作者指出,酶联免疫吸附试验(ELISA)长期是体外蛋白诊断核心,但个性化医学和即时检测要求多路复用、高通量、低成本且易用的平台。无标记亲和生物传感器将抗体等探针固定在物理化学换能器表面,直接监测结合事件,无需酶、荧光或放射性标记。表面等离子共振(SPR)通过金属表面附近折...
登革热是全球最常见的虫媒病毒感染,约25亿人生活在100多个热带和亚热带流行区。由于无症状病例多且症状缺乏特异性,登革热常被漏报,影响监测。因此,需要快速、易用、廉价且高灵敏高特异的诊断工具,以支持早期准确诊断、临床管理和新干预措施开发。本报告主要综述登革热分子诊断现状,概述多种核酸扩增技术(NAATs),包括RT-PCR、NASB...
颅底骨髓炎(skull base osteomyelitis, SBO)中基于培养的路原鉴定,尤其针对真菌,常不准确。本文报告一例真菌性颅底骨髓炎患者,在经历16个月消耗性疾病后,通过持续抗真菌治疗获得治愈。由于存在医学并发症,临床需要充分依据以支持长期抗真菌治疗。致病真菌由实验性分子技术 Ibis T5000 通用生物传感器鉴定,...
金纳米材料因具有特定波长光吸收、高电导率、丰富表面电子以及易于巯基表面修饰等独特物理化学性质,受到广泛关注。这些性质使其能够与荧光染料、聚合物、寡核苷酸、氧化石墨烯(GO)和量子点(QD)等合成材料结合,形成用于生物传感器和分子诊断的多功能杂化系统。此类金基杂化纳米材料在分子检测中兼具高特异性和高灵敏度,可缩短检测时间并降低检测限,...
地中海贫血是遗传性血液病,α-地中海贫血纯合子可致胎死宫内或出生后不久死亡,需准确识别高风险杂合子夫妇。本研究开发石英晶体微天平(QCM)识别导致常见α-地中海贫血1(东南亚缺失,SEA deletion)的异常基因,是对先前研究的改进,旨在降低生产成本和分析时间。方法:QCM表面银电极固定生物素化探针,α-珠蛋白基因片段经PCR扩...
在疟疾诊断中,亚临床感染或混合感染病例需要特异性基因识别。本研究应用基于石英晶体微天平(QCM)的生物传感器技术,对最常见且严重的恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)和间日疟原虫(Plasmodium vivax)进行鉴别诊断。方法上,将疟疾生物素化寡核苷酸探针固定于QCM表面,对疟疾感染血液中的特异性DNA片段...
本文报道一种基于外切酶III编码磁性微球探针的放大多重DNA检测生物传感器。该传感器将外切酶III(Exo III)无需特定识别位点即可从平末端3′端逐步切除单核苷酸的特性,与磁性微球(MMPs)的磁分离能力相结合,构建多色磁性探针。HIV和埃博拉病毒DNA探针分别标记FAM和TAMRA,并等摩尔共组装于链霉亲和素封端的MMPs表面...