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...
第二代葡萄糖生物传感器是糖尿病人血糖检测的主流商用方案，丝网印刷碳电极（SPCE）是最常用的血糖试纸基底。本研究采用亲水且带正电的α-聚-L-赖氨酸（αPLL）作为包埋基质，将带负电的葡萄糖氧化酶（GOx）和铁氰根（FIC）固定在 SPCE 上，构建一次性第二代葡萄糖生物传感器。αPLL 修饰可促进 FIC 和亚铁氰根（FOC）在 ...
本文报道了一种可识别钩状效应的三线侧流层析生物传感器，用于在宽浓度范围内快速检测人血清中的凝血酶。传统两线夹心式侧流试纸条在高浓度分析物中易因过量抗原占据检测线位点而产生高剂量钩状效应，导致信号下降甚至假阴性。该设计在检测线（T线）与质控线（C线）之间引入一条凝血酶目标线（TB线），使样品中凝血酶浓度与三条线形成的信号强度定量相关。...
癫痫是一种严重影响患者生活并带来社会经济负担的神经系统疾病。目前仅有少数抑制性药物可用，且尚无根治方法；除疗效外，癫痫的及时检测与持续监测对早期干预和预防至关重要。若不能早期识别潜在癫痫特征，会造成中枢神经系统严重损伤和不可逆器官系统改变。因此，亟需开发可多任务解决的新型智能生物传感系统。本综述重点介绍用于癫痫诊断和/或进展监测的最...
生物传感器是可用于环境监测、食品分析和医疗诊断的有前景生物技术产品。利用纳米技术构建生物分析器件可提高灵敏度、简化器件并实现快速多目标检测。二氧化钛（TiO2）是一种半导体材料，因光催化、光电、生物相容、低毒、稳定和大比表面积等特性，被广泛用于传感器、太阳能电池和水分解等领域。近年来，新型组成与结构的 TiO2 纳米材料推动了生物传...
作者报道了一种基于巨磁阻抗（GMI）传感器的集成磁性微流控芯片，用于前列腺特异性抗原（PSA）的免疫检测。芯片由免疫反应平台和生物标志物检测系统组成，均采用微机电系统（MEMS）技术制备。免疫反应平台包括孵育室和反应室，用于在微流控环境中完成免疫反应。检测时，PSA 与标记有免疫磁珠（IMB）的抗体结合，并被捕获在自组装金膜表面；捕...
为提升癌症预后标志物早期检测的性价比，本文基于滚环扩增（RCA）与切口内切酶辅助信号放大（NESA），开发了一种简单、灵敏、可携带的 p53 DNA 检测生物传感器，并以个人血糖仪（PGM）作为信号读出装置。首先，将生物素修饰的发夹探针（HP）固定于链霉亲和素修饰磁珠（MBs）表面；目标 p53 DNA 与 HP 环区杂交后触发目标...
本研究报道了整合环介导等温扩增（LAMP）与比色 DNA 磁基因传感器的性能。该传感器基于 DNA 杂交体系，利用特异性设计的探针捕获目标 LAMP 扩增产物，用于检测引起钩端螺旋体病的致病性钩端螺旋体。检测时，若反应体系由棕色变为蓝色，表示阳性；若保持棕色，表示阴性。该 DNA 传感器可检测低至 200 fg/μl 的 DNA，相...
本文报道了一种基于单颗粒比色法的纳米等离子体群体生物传感平台。该平台利用数千个单个金纳米颗粒作为独立定量传感器，通过暗场显微镜采集图像，并进行计算图像配准与分析，汇总各颗粒的色相变化，从而提高定量准确性。在缓冲液中，平台检出限为10 pM，动态范围至少4个数量级；并成功在人血清中检测C反应蛋白（CRP），可在10倍浓度差异内区分三个...
在疾病筛查、诊断与控制中，利用单一芯片同时执行基于酶和抗体识别的不同生物检测格式仍具挑战，因为两类检测对表面化学和操作条件要求完全不同。本文报道了一种双标志物生物传感器芯片，将酶法与免疫法电化学检测集成于同一芯片，用于同时测定胰岛素（I）和葡萄糖（G）。葡萄糖传感器采用葡萄糖氧化酶（GOx）介导的酶促反应，并以TTF作为电子介体；胰...
卒中是死亡和残疾的主要原因。本研究评估即时检测 ATP 下游嘌呤代谢物腺苷、肌苷和次黄嘌呤是否有助于卒中诊断。前瞻性观察研究纳入发病 4.5 h 内、入院仍有局灶神经症状的疑似卒中患者。两家医院急诊科研究人员使用原型生物传感器阵列 SMARTCap 检测卒中患者与健康对照静脉血中的嘌呤。对照基线嘌呤为 7.1±4.2 μM（n=52...
核酸测序与基因分型技术的进步使越来越多与疾病发生、进展及治疗反应相关的单核苷酸变异（SNV）被发现。可靠检测疾病特异性SNV有助于及时采取有效治疗，推动精准医学发展，因此近年来亟需开发快速、低成本、可靶向分析SNV的新方法。本文综述了非测序靶向SNV检测技术的最新进展，重点讨论三类策略：基于熔解曲线分析的SNV检测、基于增强杂交探针...
即时检测（POC）常依赖智能手机图像进行比色分析，但结果难以复现和标准化。不可预测的成像条件使低检出限（LOD）测量面临挑战；专用智能手机附件可标准化成像，但无设备比色分析更受关注。现有改进的输出指标和预处理方法在无设备成像下往往LOD较高，不适合定量任务，因此需要以算法替代外部附件。本文提出一种视频处理方法，将大量视频帧合成为单一...
精准医学的发展需要在临床现场快速、便捷、低成本地直接检测生物标志物。电化学适配体（E-AB）传感器因成本低、操作简便且在复杂临床样品中分析性能良好，成为有前景的方案。本文报道了一种用于尿液中 L-色氨酸（L-tryptophan）检测的 E-AB 传感器。L-色氨酸是多种代谢性和精神健康疾病的诊断标志物。该传感器采用一种已报道的 D...