无细胞生物传感器利用细胞机器的选择性，同时避免活细胞的限制，在环境监测、医学诊断和生物技术应用中具有优势。本综述总结无细胞生物传感器开发的最新进展，强调其以高灵敏度和特异性检测重金属、有机污染物、病原体和临床生物标志物的能力。文章分析无细胞蛋白合成优化、保存策略和现场部署方法等技术创新，这些进展提高了灵敏度与实际适用性。合成生物学方...
生物标志物（如DNA、RNA和蛋白质）的检测在医学诊断中具有重要作用。基于CRISPR的生物传感器利用CRISPR/Cas系统对目标进行生物识别，并采用生物传感器策略读出生物信号，无需专业操作。因此，基于CRISPR的生物传感器在具有高灵敏度和特异性地检测生物标志物方面展现出巨大潜力。然而，其信号读出仍依赖专用检测器，限制了其在医学...
微纳机器人是指尺寸处于微米或纳米尺度的机器人系统，通常由微/纳尺度部件构成，可在细胞水平执行操作或分子水平进行组装与修复。随着纳米技术和材料科学快速发展，微纳机器人在生物医学领域展现出广阔应用前景。与传统诊断和治疗手段相比，微纳机器人因体积小、可穿透深层或难以到达的组织而具有显著优势，但实验室研究向临床转化仍面临生物安全性、可控性、...
表面增强拉曼散射（SERS）是一种超快、超灵敏、非破坏性分析技术，已广泛应用于食品安全、生物学、化学和医学诊断等领域，甚至可实现单分子水平检测。拉曼光谱的发展高度依赖高性能SERS基底；早期粗糙金属电极已演变为固体支撑上的周期性纳米图案阵列。然而，刚性SERS基底因缺乏柔性和弯曲贴合能力，难以直接用于果蔬、动物皮肤、加工食品等非平面...
为满足新型疗法对诊断工具的要求，检测手段应具备快速、可靠、与待测物浓度成比例的响应，同时具有低检出限、高选择性、低成本和便携性，以支持即时检测装置的发展。以核酸作为识别受体的生物传感器已成为满足上述要求的有效途径。通过合理设计受体层，可构建几乎适用于任何分析物的DNA生物传感器，包括离子、低分子量和高分子化合物、核酸、蛋白质乃至完整...
组织与生理体液中的细胞因子可作为潜在合适的生物标志物。细胞因子参与刺激不同机体反应，包括对外来病原体的炎症反应、调节细胞间通讯以及维持组织稳态。因此，细胞因子被广泛用于监测和预测疾病进展，并追踪患者治疗结果。细胞因子和趋化因子生物标志物的关键诊断备受关注，并持续推动相关研究向新型传感平台发展。鉴于传统鉴定方法存在成本高、灵敏度低、特...
传染病仍对全球和公共卫生构成持续威胁，尤其在许多国家和城市农村地区。造成这些严重疾病的重要原因之一，是缺乏合适的分析方法和后续治疗策略，且难以获得集中配备的医疗诊断设施。生物传感器可通过重构其传感模块，将现有分析方法转化为诊断策略，用于检测蛋白质生物标志物和病毒等纳米级生物分子。由于病毒变异快、人际传播广，早期诊断尤为迫切。当前传感...
尽管3D打印技术相对较新，低成本3D打印已影响人类生活的许多方面。3D打印机被用作制造工具，可制备从诊断设备到植入物再到外部假体的多种装置。由于操作简便、3D设计软件普及且成本低廉，3D打印已成为许多生物分析实验室可及的制造与加工工具。3D打印机可打印具有不同密度、光学特性、强度和化学性质的材料，为用户提供大量策略选择。本综述聚焦于...
目前，多数生物标志物检测在集中式专用实验室中使用大型自动分析仪完成，导致等待时间延长和成本增加。因此，开发更小、更快、更便宜的生物传感器设备，以替代耗时的实验室分析并实现患者床旁即时诊断，具有重要需求。基于生物传感器的创新策略有望在去中心化环境中可靠检测生物标志物，但在传感器设计与应用方面仍存在若干挑战和局限，需要改进以正确解释已识...