生物传感器在多种应用中展现出灵活性，但其系统优化仍是限制其作为可靠即时检测工具广泛采用的主要障碍。实验设计（DoE）是一种强大的化学计量学工具，可通过有效引导超灵敏生物传感器的开发与优化提供解决方案。本视角综述概述了实验设计在光学与电学超灵敏生物传感器部署中的近期应用。文章考察了全因子设计、中心复合设计和混合设计等实验设计方法，将其...
随着全球新冠感染及并发症人数增加，亟需可靠技术筛查后新冠综合征（PCS）。由于哮喘和慢性阻塞性肺疾病（COPD）等慢性肺病风险高，且 PCS 症状与这些疾病相似，许多新冠病例无症状而漏检，因此需要简便筛查方法。呼出气分析具有高度无创、易于在初级医疗中心开展即时检测的优势。电子鼻技术可靠性、操作便捷性和可负担性不断提高，可生成呼出气中...
去中心化监测需求推动临床、制药、环境和农食领域开发快速、易用、低成本的分析设备。本文作为《分析化学》Feature，系统阐述化学计量学方法在需求点/即时检测、芯片实验室和生物传感器开发中的作用，覆盖目标分析物识别、实验设计与优化、多元数据分析及结果数字化等全流程。文章介绍实验设计（DoE）、主成分分析（PCA）、偏最小二乘回归（PL...
化学计量学在基于生物传感器的检测、分析和诊断中发挥关键作用。如今，作为人工智能（AI）分支的机器学习（ML）已取得显著进展。然而，新型先进机器学习方法，尤其是以图像分析、人脸识别和语音识别著称的深度学习，在生物传感器领域仍相对少见。本文系统讨论机器学习如何有益于生物传感器。基于传感数据分析，总结最常用机器学习算法的优缺点，重点强调卷...
生物传感领域发展迅速，新型传感器架构与传感元件不断涌现。生物传感器依靠抗体、适配体、酶、DNA、分子印迹聚合物等生物识别元件获得高选择性，其校准通常只需将单一响应值与分析物浓度进行单变量回归。然而，在复杂真实样品基质中，多种组分可能产生干扰，导致分析误差增大。化学计量学方法能够从多变量传感数据中提取有效信息，提高选择性，克服响应非线...
钾离子（K+）与铊离子（Tl+）的同时检测可作为铊中毒的毒理学诊断工具。基于比色反应的纳米探针已用于简单体系中分子物种的快速超灵敏检测，但在复杂体系中，共存物质干扰使多组分筛查工具开发仍具挑战。本文开发了一种基于单链DNA修饰金纳米颗粒（AuNPs-ssDNA）过氧化物酶样活性和化学计量学的简单化学传感器阵列，用于水溶液和血清中同时...
本研究建立了一种基于表面等离子共振（SPR）的竞争法，用于分析不同化合物对肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的抑制活性；TNF-α是慢性炎症性疾病发生发展中的关键促炎细胞因子。同时，将单四极杆质谱（MS）检测与超高效液相色谱（UPLC）联用，用于中药常规质量控制，并以金银花（Lonicera japonica Thunb.）为评价对象。...
农业中大量使用有毒且残留持久的农药，促使人们开发高效、低成本且快速的分析工具，以控制环境和食品中的农药残留水平。在此背景下，基于酶抑制的生物传感器被提出作为合适的分析装置，其优势在于利用农药毒性进行检测，比标准色谱法更具“生物学相关性”。本文综述了利用胆碱酯酶、光合系统II、碱性磷酸酶、细胞色素P450A1、过氧化物酶、酪氨酸酶、漆...
结核病是重大公共卫生问题，2015年影响超过1040万人，是感染性病因中发病和死亡的主要原因之一。目前结核即时检测主要依赖齐-尼氏痰涂片镜检，该方法繁琐、易受人为误差和感染风险影响，检出限约为10^4 cells/mL。在资源匮乏地区，迫切需要更实用、检出限更低的检测手段。本研究采用磁阻生物传感器检测卡介苗（BCG）细菌，作为结核分...
近年来，环境监测、食品安全和公共健康对快速、高灵敏、高选择性分析方法的需求不断增加。生物传感器能够及时、低成本地提供准确化学数据，但单一传感器往往难以同时满足对特定分析物的选择性和灵敏度要求，也难以解决毒性、质量指标、来源和新鲜度等整体效应评价问题。为此，电子舌概念被提出，通过低选择性传感器阵列与复杂数据处理相结合，从交叉响应中提取...
该补充材料描述了利用安培型生物电子舌预测污水处理厂出水质量的实验方法。作者采用两种八电极丝网印刷阵列：类型1以铂工作电极和Ag/AgCl参比电极为基底，其中五个铂电极喷涂碳浆，分别固定CDH/HRP、HRP/GOx、SBP/GOx、TYR、AChE和BChE等酶，另设裸铂和裸碳电极；类型2将PQQ-GDH、PQQ-GDH/CAT、H...
本文报道了一种结合分子印迹聚合物（MIPs）与表面增强拉曼光谱（SERS）的新型生物传感器，用于全脂牛奶中三聚氰胺的检测与定量。MIPs 以三聚氰胺为模板、甲基丙烯酸（MAA）为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂、偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂，通过本体聚合制备。静态与动力学吸附实验表明，MIPs 能高效分离并富...
本研究利用紫外-可见、荧光光谱及化学计量学方法考察氧化石墨烯（GO）、药物10-羟基喜树碱（HCPT）与牛血清白蛋白（BSA）之间的相互作用，旨在建立血清白蛋白蛋白的分析方法。结果表明，HCPT可通过π-π堆积作用简便负载于GO表面；在GO存在下，HCPT向BSA的递送效率提高，并促进HCPT与BSA的结合。采用多元曲线分辨-交替最...
本文报道一种由固定化微生物细胞与氧电极构成的微生物传感器，并将其集成于流动注射分析系统（FIA）中，作为微生物传感器流动注射分析仪使用。对于不同有机分析物，活细胞的代谢过程会产生具有不同时间依赖幅值的时间分辨响应。化学计量学数据分析表明，各分析物的响应具有可加性，并且在各时间通道上与其单一浓度呈线性关系。基于这些观察，研究在 FIA...