肺癌诊断的实际成效与降低全球首位癌症死亡风险密切相关。尽管对肺癌发生机制和多模式治疗已有进展，患者总体生存率仍较低，晚期诊断仍是主要障碍。在低成本、便携和无创临床采样需求推动下，纳米技术正成为肺癌诊断的关键方向，当前研究重点是将纳米材料与生物传感器结合，以获得理想传感性能。本综述系统总结零维至三维纳米结构及其纳米复合材料在肺癌生物标...
目前临床即时检测（POC）免疫诊断通常使用抗体作为生物识别元件，并通过目视或专用设备读出。然而，具有优良特性的替代生物识别元件以及基于智能手机的信号读出方法，对这一传统配置在分析性能和实用性方面提出了挑战。评估这些发展的临床相关性及其对POC免疫诊断的影响颇具难度。因此，本综述第一部分概述基于替代识别元件（如核酸适配体或工程化结合蛋...
本研究开发了一种基于智能手机内置电子元件的手持病原体检测设备，结合功能化磁性颗粒（MPs）和琼脂糖（sepharose）用于快速 PCR 筛查。为对 DNA 扩增产物进行亲和层析，采用亲和素偶联 MPs 和琥珀酰亚胺连接琼脂糖，并与生物素标记引物配合。为模拟基于离心的亲和配体层析，将可安装于智能手机的低功耗风扇插入手机充电口；充电口...
本文报道了一种基于个人血糖仪（PGM）的无标记、无洗涤碱性磷酸酶（ALP）活性检测方法。该方法利用己糖激酶和丙酮酸激酶催化的级联酶促反应，将 ALP 活性与体系中葡萄糖含量相耦合。在无 ALP 时，ATP 作为磷酸供体支持己糖激酶将葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸，丙酮酸激酶随后利用磷酸烯醇式丙酮酸再生 ATP，使葡萄糖被持续消耗；当存...
皮质醇是由下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴分泌的类固醇激素，是心理应激的重要生物标志物，被称为“应激激素”。若皮质醇长期或反复过量表达，可导致调节功能紊乱，因此需要快速即时检测（POC）方法。唾液皮质醇电化学分析无创、采样方便、易于保存，适合快速监测皮质醇水平。本研究在玻璃碳电极（GCE）上制备二维二硫化锡纳米片（SnS2）、抗皮质...
表面等离子共振（SPR）是光与金属-介质界面自由电子相互作用产生的量子电磁现象。在特定入射角或波长下，光子能量转移至金属表面自由电子并激发其集体振荡；当金属表面附近介质折射率（RI）因分析物浓度变化而改变时，SPR 共振条件随之改变。SPR 已广泛用于气体、液体和固体样品检测。本研究设计并功能化了一种特异性 SPR 金芯片，结合新型...
免疫学方法广泛用于医学诊断中多种分析物的检测与定量，但相关分析挑战通常要求这些检测在中心实验室完成。近年来，临床对可在患者近端快速开展的免疫诊断需求持续增长。生物传感器是实现免疫诊断从中心实验室向即时检测（POCT）转移的关键技术之一。本综述旨在介绍这一转移过程的现状，重点讨论基于生物传感器的系统所起的作用。文章首先概述目前中心实验...
微流控与先进生物传感技术结合具有样品量小、试剂与样品精确操控等优势，有助于开发可负担的医院患者监测即时检测（POCT）方法。然而，即时诊断的成功与普及依赖于通过无痛、无创的现场检测快速获得可靠结果。本文开发了一种简单、混合集成的光学微流控生物传感器，用于快速检测样品中的分析物。该传感器基于比色光学吸收原理：样品与合适显色底物混合后，...
家畜是支撑当前全球可持续农业的关键组成部分。在人工智能与自动化应用于畜牧业的背景下，传感器具有重要作用。电化学生物传感器因可靠性高、有望提升发展中国家动物生产力而备受关注。动物病原体和代谢状态的早期准确诊断是提高动物生产力的基石。现有诊断技术通常需要繁琐的样品制备、精密仪器、专用实验室和专业人员，且耗时较长。电化学生物传感器技术具有...
上转换纳米颗粒侧流层析（UCNP-LFA）因长期光稳定性和高信噪比而受到即时检测（POCT）关注，但现有方法通常需要笨重昂贵的外围激发与读数设备。本文开发了一种微型化、便携式 UCNP-LFA 平台，由 LFA 检测系统、UCNP-LFA 读数和智能手机辅助分析软件组成。检测系统基于三种上转换纳米颗粒实现多重检测；读数装置尺寸为 2...
碱性磷酸酶（ALP）是临床诊断中的重要生物标志物，血清中ALP水平异常与骨癌、肝癌、骨转移及肝外胆道梗阻等疾病密切相关。本文报道了一种简单、便携的光热生物传感器，用于敏感检测ALP酶活性。该传感器以聚多巴胺（PDA）纳米颗粒的光热效应为信号基础，采用温度计或温变贴纸作为读出方式。首先通过一锅法简便、快速地制备MnO2纳米片；随后多巴...
癌症的早期发现与有效治疗是抗癌领域的两大挑战。癌症来源外泌体具有尺寸小、在血清、血浆和尿液等体液中丰度高且稳定性好等特点，并携带肿瘤微环境信息，因此成为癌症早期诊断和治疗反应评估的有前景生物标志物。本文综述了用于检测癌症来源外泌体的生物传感器最新进展。首先讨论了不同癌症中潜在的外泌体标志物，包括四跨膜蛋白（CD9、CD63、CD81...
免疫层析试纸条（ICSs）是即时检测（POCT）常用工具，但现有产品灵敏度低且定量分析需昂贵设备，限制其在医疗资源匮乏地区应用。本研究开发了一种新型 POCT 平台，将气体产生生物传感器与基于金铂核壳纳米粒子（Au@PtNPs）的 ICSs 整合为 G-ICSs，使目标蛋白可便捷、定量地通过肉眼评估，无需辅助设备或复杂计算。以常用于...
物联网（IoT）是横跨科学与工程领域的重大趋势，通过互联机器、传感器和决策流程提升生产效率与日常生活。将这一技术革命扩展到农业、食品生产和医疗等复杂价值链，需要实施并连接精密的（生物）分析方法。如今，可穿戴传感器、监测设备和即时诊断检测已融入日常生活，改善患者医疗进展或运动员监测能力。早期传感器网络以及通过蓝牙或智能手机进行无线数据...
多数临床生物标志物检测依赖实验室，结果慢、灵敏度不足且难以用于即时检测（PoC）。为满足临床 PoC 对便携、快速、低成本和高灵敏设备的需求，本文报道了一种基于纳米结构金-铂（Au-Pt）混合圆盘电极的电化学免疫传感器，用于人血清中甲状旁腺激素（PTH）的高灵敏、高选择性检测。该传感器先在 Au 表面固定 3-巯基丙酸（MPA），再...
本文综述了近年来推动电化学生物传感器走向实用化即时检测（POC）应用的最新电化学生物传感策略。生物传感研究重点已从单一分析物检测转向可适用于核酸、蛋白和细胞等某一类分析物的通用传感策略。电化学生物传感器通常由传感元件、生物识别元件和换能元件组成，具有成本低、制备简单、适合复杂生物样品直接分析等优势。文章按检测对象分类，讨论了金涂层磁...
本研究旨在开发一种用于临床即时（POC）核酸检测的方法及平台，要求灵敏、易用、低成本、快速且稳健。系统核心是基于表面声波（SAW）或石英晶体微天平（QCM）的声波传感器，用于无标记检测经等温扩增的目标 DNA。研究在全血、唾液和鼻拭子三种未经处理的人体样本中加入 10–100 个沙门氏菌细胞，验证了核酸扩增与检测。为满足 POC 应...
马赫-曾德尔干涉仪（MZI）是一类集成光子传感器，已可实现低至10−7 RIU的检测极限，并因设计自由度高而适合即时检测（point-of-care）读出方案。此类传感器的可达检测极限会与器件设计发生不同形式的相互作用，具体取决于主导噪声来源：噪声可能只影响单个传感臂、同时影响两个臂，或与传感器本身无关。本文系统考察了这三种噪声机制...
本综述系统回顾了采用微制造工艺制备的电化学生物传感器研究进展，重点介绍用于DNA序列灵敏、特异性检测的传感器。微制造器件具有易于微型化、可重复批量生产以及可与既有技术和生产工艺集成的优势，因而在临床即时检测中具有重要价值。文章总结了此类生物传感器的当前状态，包括金、ITO、碳和硼掺杂金刚石等薄膜电极材料，微电极与纳米电极的微型化效应...
面对多重耐药微生物带来的临床威胁，快速鉴定病原菌并评估其药物敏感性已成为感染诊疗的关键需求。本文综述了用于细菌病原快速鉴定和药敏检测的新兴分析技术，重点围绕核酸扩增、微流控和生物传感器三大使能方向展开。首先，文章总结了PCR、等温扩增、高分辨熔解分析、数字PCR、测序及CRISPR等核酸扩增技术在病原识别和耐药基因/表型检测中的进展...