本研究首次采用伏安法证明氨基酸亮氨酸（Leu）与热变性单链DNA（ssDNA）之间的相互作用。随着相互作用时间延长，ssDNA因鸟嘌呤残基氧化产生的特征峰电流下降；紫外-可见光谱结果与伏安法一致。基于该相互作用，作者开发了一种方波伏安法（SWV）方法，用于在ssDNA修饰碳糊电极（CPE）上测定亮氨酸。研究优化了ssDNA浓度、盐浓...
本文提出一种整合石墨烯、氮化硅和硫醇连接单链DNA（ssDNA）层的表面等离子共振（SPR）生物传感器的理论设计与优化方案，用于疟疾检测及感染阶段区分。研究采用Kretschmann构型，基于传输矩阵法（TMM）对Sys3和Sys4两种多层结构进行模拟，并优化银、氮化硅、石墨烯和ssDNA层厚度。最终设计依据环状体、滋养体和裂殖体感...
新冠疫情凸显了对快速、敏感且可靠的SARS-CoV-2检测工具的需求。本研究开发并优化了一种表面等离子共振（SPR）生物传感器，通过引入先进材料提高灵敏度与特异性。研究系统优化了银层厚度、氮化硅介电层厚度、二硫化钼（MoS2）层数和硫醇锚定单链DNA（ssDNA）识别层厚度，以在灵敏度、分辨率和衰减之间取得最佳平衡。最优构型由45 ...
本研究提出一种微型化光纤法布里–珀罗（FP）干涉生物传感器，专门面向低成本、快速且定量的DNA序列检测。该传感器利用法布里–珀罗微腔内产生的干涉条纹，对DNA杂交事件进行实时、精确监测。作者通过荧光标记验证了传感器的生物功能化效果，并利用1 mM单链DNA（ssDNA）溶液进行了多轮杂交与再生循环，充分验证其性能。结果表明，该传感器...
核酸分析在疾病诊断与治疗中具有重要作用。CRISPR技术为核酸检测提供了新颖且通用的方法，但广泛使用的CRISPR-Cas12a检测平台通常无法区分单链DNA（ssDNA）与双链DNA（dsDNA）。为克服该局限，作者首次利用抗CRISPR蛋白AcrVA1开发了一种新型CRISPR生物传感器，用于专一检测ssDNA。在该传感策略中，...
本文提出将阻抗式生物传感器平台 ESSENCE 从昂贵台式分析仪 Keysight 4294A（约 5 万美元）过渡到便携且廉价的 USB 示波器 Analog Discovery 2（约 200 美元）并保持相近灵敏度的路径。作者系统研究了氯化钾（KCl）电解质与磷酸盐缓冲液（PBS）在有无氧化还原探针（铁氰化/亚铁氰化体系和 [...
研究DNA过程不仅对理解其固有生物学功能，而且对其在诸多创新应用中的作用至关重要。将DNA用作纳米线或电化学生物传感器，需要深入研究沿链电荷转移过程及氧化还原性质。本文对不同异质单链DNA（ss-DNA）的一电子氧化电位和氧化后形成的空穴电荷离域进行了计算研究。作者建立两步方案：首先采用量子力学/分子力学（QM/MM）分子动力学模拟...
准确、简便、高效测定单链 DNA（ssDNA）浓度对 DNA 吸附、生物传感器设计和疾病诊断等分析应用很重要，但仍具挑战。本文研究基于阳离子共轭聚合物（CCP）的 ssDNA 检测方法，利用 CCP 结合 ssDNA 后明显荧光变化。聚[3-(3′-N,N,N-三乙氨基-1′-丙氧基)-4-甲基-2,5-噻吩盐酸盐]（PMNT）对 ...
早期胰腺癌检测困难，导致患者五年生存率低，亟需基于新技术和新材料的早期检测方法。本研究利用生物相容性氮掺杂石墨烯量子点（NGQDs）的荧光特性，检测胰腺癌来源的特异性 microRNA（pre-miR-132）。NGQDs 采用自下而上方法，以单一氨基葡萄糖前体合成。传感平台由略带正电荷（1.14±0.36 mV）的 NGQDs 通...
食品安全是全球关注的问题。病原菌、毒素、农药、兽药、重金属和非法添加剂常污染食品并威胁人类健康。传统检测方法难以满足现代社会对食品现场快速筛查大量样品的需求，因此亟需新型快速检测方法。纳米酶和适配体具有优异性质，由二者构成的生物传感器在灵敏度、特异性、重复性和准确性方面具有显著优势，被认为是传统方法之外用于快速准确检测食品污染物的有...
本文提出一种基于无标记鸟嘌呤富集单链DNA（LFGr-ssDNA）、吖啶橙（AO）和金属-酚纳米材料（纳米单斜晶铜-单宁酸，NMc-CuTA）相互作用的荧光生物传感器，用于顺序检测Pb2+和抗癌药物表柔比星（Epn）。LFGr-ssDNA和AO通过π-π堆积和静电作用强烈吸附在NMc-CuTA表面，导致AO荧光猝灭。加入Pb2+后，...
本文在光纤端面构建石墨烯场效应晶体管（GFET），开发集成光学/电学双读出生物传感器，用于检测目标单链DNA（tDNA）。通过磁控溅射和激光刻蚀在光纤端面制备两个相互隔离的金电极，分别作为漏极和源极，并在其上转移石墨烯薄膜形成FET通道。将6-羧基荧光素（6-FAM）标记的探针适配体固定于石墨烯表面，用于特异性捕获tDNA；引入氧化...
丙烯酰胺（acrylamide, AM）是食品热加工中经美拉德反应产生的潜在致癌物，可对人体健康造成不可逆危害。为快速检测食品中的AM，本研究开发了一种基于单链DNA（ssDNA）和碳量子点（CQDs）的简单荧光生物传感器。ssDNA通过非共价作用结合到CQDs表面，使其在350 nm激发、445 nm发射处的荧光强度降低；当存在A...
本研究展示了氮掺杂碳点（NCDs）在电动力学手段分离不同长度单链DNA（ssDNA）中的新应用。碳点因生物相容性和低毒性，已在传感、诊断和医疗领域广泛应用。鉴于ssDNA适配体在生物传感器开发和药物递送中逐渐替代抗体，建立简单有效的适配体分离方法十分重要。本研究将NCDs作为缓冲添加剂用于毛细管电泳（CE）方法，实现了32至100碱...
碱性磷酸酶（ALP）是一种非特异性磷酸单酯酶，在组织矿化和骨生成中发挥关键作用，是骨和肝胆疾病临床诊断的重要生物标志物。本文报道了一种以氨基环戊二烯基铁（AFC）为电活性探针的电化学方法，用于检测ALP活性。在咪唑和N-(3-二甲氨基丙基)-N′-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）存在下，AFC可通过一步偶联直接标记到单链DNA（ssDN...
传统核酸检测方法通常需要预先扩增目标基因，而纳米材料辅助的DNA生物传感器虽发展迅速，但仍受限于纳米材料制备及灵敏度不足（多在皮摩尔级以上）。本文以富勒烯醇C60(OH)25作为光电化学（PEC）纳米探针，实现无扩增单链DNA（ssDNA）的区分与超灵敏检测，检出限达亚飞摩尔级。富勒烯醇表面高密度羟基可通过氢键直接识别并捕获ssDN...
近年来，水生态系统中有毒污染物频发，引发对生态环境和人类健康的广泛关注。汞(II)离子来源于采矿、化石燃料消耗和工业废水等，是公认的高毒性污染物。尽管已报道多种 Hg2+ 检测方法，但开发新的有效传感平台以补充现有荧光检测技术仍具挑战。本文报道了一种基于竹状磁性碳纳米管（BMCNTs）和 FAM 标记富含胸腺嘧啶单链 DNA（T-r...
植物或果实的代谢活性与挥发性有机化合物（VOCs）相关，可用于识别不同病害。p-乙基苯酚已被证实是疫霉菌（Phytophthora cactorum）感染草莓释放的最重要 VOC 之一。本研究开发了一种基于气体生物传感器阵列和信号处理模型的生物电子鼻，用于非侵入诊断疫霉菌感染草莓，以克服传统光谱分析方法的局限。气体生物传感器阵列由场...
植物释放的挥发性有机化合物（VOCs）与植物代谢密切相关，可作为疾病诊断生物标志物。柑橘黄龙病（HLB）是柑橘产业的致命威胁，早期检测对移除感病树和防控疫情至关重要。气体传感器因成本低、操作简便且可微型化，适用于空气质量与有毒气体监测。本文报道了基于单链DNA（ssDNA）功能化单壁碳纳米管（SWNTs）的电学生物传感器阵列的开发、...
快速、准确地识别精液对男性不育诊断和个性化治疗安排至关重要，但精液样品成分复杂多样，给检测带来限制。本文提出一种比色传感器阵列，通过耦合锆基金属有机框架（Zr-MOFs）与单链DNA修饰金纳米颗粒（ssDNA-AuNPs）用于人类精液识别。由于Zr6簇与DNA磷酸骨架之间的配位作用，以及π-π堆积和氢键作用，Zr-MOFs可在单链D...