Label-Free Biosensor.
无标签生物传感器已成为分析分子固有性质（如质量）并定量分子相互作用的重要工具，可避免标记干扰，对药物筛选、疾病生物标志物检测和分子水平生物学过程理解至关重要。过去十年，新型无标签成像生物传感器，包括表面等离子共振显微、干涉散射显微、等离子体散射显微和倏逝散射显微，推动该领域从集合平均走向单分子水平，揭示分子性质与结合过程的统计分布，...
An Introduction to Nanopore Sequencing: Past, Present, and Future Considerations.
纳米孔生物传感器开发与测序应用已取得显著进展，克服了此前限制其广泛应用的瓶颈。这些创新与牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technologies, ONT）对生物纳米孔测序的大规模商业化相结合，使该平台成为当代研究实验室的重要工具。纳米孔测序仪能够提供长读长和短读长信息，具有快速周转和简单样品制备的优点，正在快速推进...
Recent Advances in Digital Biosensing Technology.
数字生物传感检测技术相较于传统生物传感系统具有显著优势，能够实现单分子检测与绝对定量。与传统低丰度生物标志物筛查不同，数字生物传感系统将反应体积显著降低至飞升至纳升级别，从而大幅减少试剂消耗，提高反应速度和通量，并实现高灵敏度及单靶标检测。本综述系统介绍了当前用于反应分室化的技术，包括微滴微阵列、微孔阵列、微结构阵列和微流控装置，并...
DNA Origami in the Quest for Membrane Piercing.
基于纳米孔的技术显著扩展了无标记单分子传感、核酸（DNA、RNA和蛋白质）测序及其他生物技术应用的工具库。目前，生物来源、固态制备、混合型以及新近化学合成的类离子通道等多种纳米孔，已被用于生物分子的快速单分子传感和诊断应用。在数百纳米尺度上，DNA纳米技术，尤其是DNA折纸器件，能够组装复杂且动态的三维纳米结构，包括尺寸和形状可精确...
Advances in single-molecule fluorescent nanosensors.
单分子检测具有操作简便、响应快速、样品消耗少、信噪比高等特点，代表了测量科学中的极限灵敏度，已在生物传感器开发中受到广泛关注。近年来，多种具有独特化学、光学、力学和电子特性的功能纳米材料被合成出来，将其与单分子检测相结合，可构建性能优异的新型单分子荧光纳米传感器。本文综述了2011—2020年基于新型纳米材料构建的单分子荧光纳米传感...
A critical review: Recent advances in "digital" biomolecule detection with single copy sensitivity.
单生物分子检测涵盖核酸、蛋白、病毒和细菌等目标，在生物学、环境、食品与农业、公共卫生和医学中至关重要。随着对这些生物分子功能及其对公共健康、环境污染和食品安全影响的认识不断深入，迫切需要先进检测技术实现早期、高灵敏检测。本文是一篇批判性综述，系统回顾并总结了一系列具有潜在单拷贝灵敏度的“数字”生物分子检测研究，重点讨论实现“数字”检...
Fabrication of Si Micropore and Graphene Nanohole Structures by Focused Ion Beam.
本文提出一种由硅（Si）微孔与石墨烯纳米孔技术组合构成的生物传感器结构，有望用于检测DNA等单分子生物聚合物。作者报道了一种利用聚焦离子束（FIB）直接制备Si3N4/Si锥形微孔和石墨烯纳米孔的新方法，其中锥形微孔作为流体通道，石墨烯纳米孔作为传感膜。首先将厚硅衬底减薄至约50 µm，再通过多步铣削获得最终孔径约3 µm的锥形微孔...
DNA-based nanobiosensors for monitoring of water quality.
水污染已成为影响人类与环境健康的全球性问题，经过处理的水中仍可能检出种类复杂、浓度极低的污染物。为满足水资源管理对连续、高效监测的需求，生物传感器可将生物识别元件与换能器结合，实现对目标分子的高选择性、快速和灵敏检测。本文是一篇关于用于水质监测的DNA基纳米生物传感器的微型综述，重点介绍DNA作为识别元件和纳米结构构建模块的优势，包...
Lighting Up Biosensors: Now and the Decade To Come.
光学生物传感器被定义为利用生物识别分子对样品中目标物进行光学探测的便携式光学器件。随着微型光学元件和分子工程的发展，其能力迅速扩展。面向健康诊断、环境监测和食品安全的生物传感器已实现商业化，更多产品正在研发中。本文综述了克服实用生物传感器设计障碍的创新方法，并展望光学生物传感器技术未来十年的潜在突破方向，涵盖侧流层析、纸基微流控、纳...
Plasmonic-Nanopore Biosensors for Superior Single-Molecule Detection.
等离子体与纳米孔传感器已分别受到广泛关注，以实现单分子精度。等离子体“热点”在纳米尺度限制并增强光学激发，足以光学检测表面-分析物相互作用。纳米孔生物传感器主动引导并穿引分析物通过分子尺度孔道，以电学或光学方式探测。最近，固态等离子体与纳米孔结构被单片集成，解决各自基本挑战，并在单分子灵敏度、检测速率、驻留时间和可扩展性方面提供互补...
Membrane protein-based biosensors.
膜蛋白是生物膜的核心功能组分，在嗅觉、味觉等环境刺激识别中起关键作用，其对目标分子的高特异性显著优于传统人工传感器。本综述系统介绍利用膜蛋白功能构建生物传感器的最新进展，并将现有体系分为脂质双分子层平台和细胞平台。在脂质双分子层平台中，膜蛋白被嵌入磷脂双分子层，作为生物分子与传感器件之间的桥梁；其中生物纳米孔被广泛用作传感元件，通过...
Solid-state nanopores for biosensing with submolecular resolution.
生物细胞膜含有多种1–100 nm的离子通道和跨膜孔，对细胞功能至关重要。1976年，Neher和Sakmann利用膜片钳技术证明单个通道可被电学探测。自20世纪90年代以来，该工作启发了蛋白纳米孔或固态纳米孔作为廉价、超快传感器用于检测DNA、RNA和蛋白质等生物分子，尤其聚焦DNA测序。固态纳米孔的优势在于孔径可按被测物定制，并...
Engineering plasmonic gold nanostructures and metamaterials for biosensing and nanomedicine.
本报告综述了面向生物传感与纳米医学的等离激元金纳米结构（p-AuNSs）及超材料的工程化进展。作者指出，金纳米结构可通过局域表面等离激元共振（LSPR）在纳米尺度操控光场，产生强散射、吸收、近场增强和光热效应，从而用于生物标记、传感、成像、药物/基因递送和光热治疗。报告首先概述 p-AuNSs 的光学性质，包括粒径、形状、组分、颗粒...
Whispering-gallery-mode biosensing: label-free detection down to single molecules.
光学无标记检测器（如表面等离子共振 SPR 传感器）因能定量表征分子间结合而受到重视，但在引入利用回音壁模式（WGM）循环的谐振微腔之前，尚无法实现单个结合事件的灵敏度。本文阐述 WGM 生物传感器实现极高灵敏度的增强机制，回顾其当前实现形式与应用，并讨论未来可能。WGM 微腔通过倏逝场与表面结合分子相互作用，使共振波长发生漂移；高...