长期太空任务给宇航员带来重要健康风险，尤其是微重力和高能宇宙射线暴露造成的不利影响。维持乘组长期健康与任务表现主要依赖预防、早期诊断、病情管理和在位医学干预。在轨生物传感器诊断设备和医学流程必须低资源消耗，并能在微重力环境中运行；微重力使生物样品采集与管理更加复杂。此外，生物传感器还必须按照严格的设计与安全规范完成在轨运行认证。本文...
本研究建立了一种基于切口酶扩增反应（NEAR）和滚环扩增（RCA）技术的超灵敏适配体生物传感器，用于检测金黄色葡萄球菌。由适配体和探针序列组成的适配体-探针（AP）作为识别单元，可特异性结合金黄色葡萄球菌。当存在目标菌时，探针从 AP 中释放并启动后续 DNA 扩增反应，从而将菌体检测转化为对探针寡核苷酸的检测。RCA 扩增产物含有...
开发了一种低成本、操作简便的生物传感器，用于准确快速监测样本中的诺如病毒GII。研究设计了一种修饰DNA适配体，即在常规诺如病毒GII识别适配体5'端连接5个鸟嘌呤并标记6-羧基荧光素（6-FAM）。该修饰适配体可在自来水和人工尿液中快速捕获诺如病毒GII衣壳蛋白。额外鸟嘌呤与3,4,5-三甲氧基苯基乙二醛（TMPG）反应生成更多高...
开发新型非酶模拟物对生物传感器具有重要意义。本文揭示了二硫化钼量子点（MoS2 QDs）与石墨烯量子点（GQDs）混合物具有协同过氧化物酶样活性，并研究了其对化学发光系统的高催化效应。结果表明，MoS2 QDs与GQDs同时存在时，可显著增强罗丹明B（RB）-H2O2反应的化学发光（CL）发射；按3:2比例制备的混合物表现出优于单一...
本文提出一种基于适配体-凝血酶识别的高效、快速、简单且超灵敏的化学发光（CL）检测方法，用于凝血酶定量分析。作者以氧化石墨烯（GO）为支撑材料，结合四氧化三铁（Fe3O4）制备磁性氧化石墨烯（MGO），并通过咪唑和 EDC 将凝血酶适配体偶联到 MGO 表面，构建适配体复合材料。该复合材料可基于适配体-凝血酶特异性识别吸附凝血酶，并...
为提高诊断系统的灵敏度与特异性，本文报道了一种基于自组装支架式DNA折纸纳米机器人的光纤基因传感器。作者将带有可开关flap的三维DNA折纸纳米机器人，通过连接在3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）上的捕获探针，固定到玻璃光纤端面换能器上，形成有机纳米机器人与无机光纤的杂化传感体系。当样品中存在特异性靶DNA时，靶序列与纳米机器人...
FoF1-ATPase是一种主动旋转分子马达，每旋转一圈可合成3个ATP。在饱和底物浓度下，其转速可达约10^3 r.p.m.，因此单个马达在30分钟内可产生约10^5个ATP分子。本文构建了由FoF1-ATPase和chromatophore组成的新型纳米装置，其中chromatophore作为可光充电的“电池”，为马达提供质子动...
本综述旨在总结基于贵金属纳米粒子（MNP）的生物传感器研究进展，并按换能方式概述MNP在不同类型生物传感器中的原理与主要功能。重要生物识别元件包括酶、抗体、适配体、DNA序列和全细胞；主要读出方式包括电化学（安培法和伏安法）、光学（表面等离子共振、比色、化学发光、光电化学等）和压电。贵金属纳米粒子因比表面积大、有利于生物识别元件和受...
哺乳动物气味受体（OR）家族庞大，使其在大量挥发性化学物质中寻找对应配体十分困难。为高效、准确地进行 OR 去孤儿化，本研究将异源细胞系表达哺乳动物 OR 与遗传改造的生物传感器质粒相结合，实时检测 OR 激活下游 cAMP 的产生。该方法可用于对 OR 进行气味分子筛选，也可反向为特定 OR 筛选配体；筛选得到的阳性 OR-气味分...
甲型肝炎病毒（HAV）感染造成显著发病率和经济损失，是许多地区重大公共卫生问题。尽管PCR技术具备低浓度检测能力，但受限于专业实验室设备、受训人员和较长耗时。为满足实际样品中HAV现场快速定量识别需求，本研究开发了一种化学发光光纤基因传感器系统。研究在面积为0.12 mm²的光纤端面实施双探针夹心杂交过程。经探针和工作条件优化，该传...
本文报道了一种基于功能化磁性微球（MMPs）和催化发夹组装（CHA）的无酶随机 DNA walker 生物传感器。该体系以偶联在磁性微球表面的 H1 发夹 DNA 为三维行走轨道，单链 DNA 催化剂通过 toehold 介导链置换打开 H1，并进一步与生物素标记的 H2 发生分支迁移，形成热力学稳定的 H1:H2 双链，同时释放催...
本研究基于核壳Fe3O4@SiO2-氧化石墨烯（Fe3O4@SiO2@GO）聚合物与DNA之间的吸附识别功能，构建了一种用于超灵敏测定脱氧核糖核酸（DNA）的化学发光（CL）生物传感器。Fe3O4@SiO2@GO由氧化石墨烯（GO）和磁铁矿纳米粒子组成，并经扫描电子显微镜（SEM）、X射线粉末衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FT...
霉菌毒素是真菌在粮食作物田间或储存过程中产生的次级代谢产物，具有急性毒性、免疫抑制、致突变、致畸甚至致癌作用，欧盟对谷物中多种霉菌毒素设定了限量。由于多分析物方法能降低分析时间和成本，生物传感器开发日益关注多种霉菌毒素的并行检测。本文报道一种基于可再生、可重复使用玻璃微芯片的间接竞争免疫分析方法，用于燕麦提取物中黄曲霉毒素、赭曲霉毒...
水质安全是受人类活动影响环境中的重要安全问题。COMBITOX 项目的关键挑战是开发一种可容纳多种生物检测系统的独特仪器，以检测细菌、毒素和重金属等不同污染物；联盟选择发光检测作为输出信号。作者团队此前开发了基于噬菌体、以 gfp 为报告基因的生物传感器，用于在海水等复杂环境中检测肠道细菌；主要挑战是将其适配为符合项目要求的发光信号...
扁虫G蛋白偶联受体（GPCR）的多样性与独特性为发现研究扁虫生物学或治疗寄生虫病的新配体提供了机会。为加速这一发现，需要将哺乳动物GPCR高通量筛选中优化的报告技术移植到扁虫GPCR研究。本文展示了一种遗传编码cAMP生物传感器在解析一种高表达涡虫5-羟色胺能GPCR（S7.1R）性质中的效用。该方法可实时分辨配体对GPCR调节的动...
尽管生物传感器研究取得巨大进展，但面向健康与环境应用、兼具低成本、快速、简便和便携的商业化系统仍很少。本文提出一种基于堆叠膜的新型检测系统，各膜层具有特定功能。样品加在最底层，随着各层被润湿，分析物在毛细作用下向上一层迁移；在偶联层中，分析物与偶联辣根过氧化物酶（HRP）的对应抗体结合，形成可产生可测信号的复合物。为防止假阳性，设置...
免疫层析试纸条（ICA）是现场快速检测中广泛使用的生物传感器平台。本研究提出一种基于水膨胀聚合物的自动顺序反应ICA试纸条，利用聚乙烯醇（PVA）水膨胀胶带在样品液作用下吸水膨胀，使预干燥有酶底物或信号增强材料的试剂垫由分离状态自动切换为与测试膜接触，从而在无需额外流体装置的情况下实现二次试剂的定时释放。作者通过原材料表征和染料流动...
赭曲霉毒素A（OTA）是由曲霉和青霉产生的低分子量致癌霉菌毒素，常见于葡萄酒、食品及环境。本文开发安培生物传感器，利用固定化合成肽NFO4识别OTA；该肽具有高结合亲和力，可模拟特异性抗体。换能器基于微光刻电化学芯片，微盘电极阵列工作电极上在聚（苯胺-co-间苯二胺）层中电沉积微孔石墨化碳（MGC），再安培沉积铁-镍六氰合铁酸盐（F...
介孔二氧化硅纳米颗粒（MSN）控释系统已可与多种检测技术联用构建不同靶标生物传感器。鲁米诺/过氧化氢化学发光（CL）体系具有简单、低成本和高灵敏度等优点，但通常仅适用于氧化剂或能参与产生氧化剂反应的靶标。本研究首次将化学发光检测技术与基于介孔二氧化硅的控释系统联用，开发了一种可检测不直接影响 CL 体系靶标的灵敏生物传感器。以可卡因...
克里米亚-刚果出血热（CCHF）是一种病死率较高的严重病毒性疾病，病毒在非洲、亚洲、中东和东南欧部分地区呈地方性流行。快速诊断对临床管理和防止人传人扩散至关重要。目前 CCHF 诊断主要依赖实时 RT-PCR 以及 ELISA 检测抗体或抗原，但这些方法需要专业人员操作和昂贵设备，不适合即时诊断（POC），且目前尚无 CCHF 的 ...