本研究报道了一种用于C-反应蛋白（CRP）全范围定量的便捷分析方法。CRP是感染和心血管事件的血液生物标志物。作者利用串联巨磁阻（GMR）传感器，在单次检测中直接测定未稀释人血清中整个诊断相关浓度范围内的CRP。该串联设计将一步夹心免疫分析与竞争免疫分析结合，可区分一步夹心法在高浓度下因“钩状效应”产生的多值剂量-响应曲线，从而实现...
为满足即时检测（POCT）对简单、便携读数方式的需求，本研究开发了一种基于金纳米棒（AuNRs）光热效应、以普通温度计作为读数装置的葡萄糖生物传感器。在葡萄糖氧化酶（GOx）催化下，葡萄糖与溶解氧反应生成过氧化氢（H2O2）。在Fe2+存在时，H2O2通过Fenton反应刻蚀AuNRs，使其长径比降低。AuNRs长径比下降导致局域表...
本文提出基于巨磁阻（GMR）原理的高灵敏、高特异结核（TB）早期诊断方法。该 GMR 生物传感检测采用针对结核分枝杆菌特异性抗原 ESAT-6 的单克隆抗体，并以磁性纳米颗粒（MNPs）作为信号标记。当样品中存在 ESAT-6 时，捕获抗体与抗原结合，随后磁性纳米颗粒标记的二级抗体结合形成免疫复合物；MNPs 在 GMR 传感器表面...
体液核酸与蛋白生物标志物的检测和定量是疾病筛查与诊断的关键，但现有平台多依赖qPCR、ELISA或侧流免疫分析，步骤复杂、耗时、成本高，不适合常规即时检测。本文提出一种一次性通用即时生物传感器概念，用于在稀释血清中直接检测和定量核酸及蛋白标志物。该传感器以T形叉指金微电极为核心，利用介电电泳、电热效应和热泳，在交流电场与焦耳热产生的...
距离型检测具有定量读出、低成本、易操作和可集成于便携分析装置等优点，对即时检测（POCT）具有重要意义。本文提出一种基于毛细管中毛细力改变的视觉定量距离型生物传感器。该传感器将目标分子引起的毛细管内壁润湿性变化转换为毛细上升高度信号。毛细管内壁接枝疏水DNA，目标miRNA-21与辅助DNA杂交后打开其颈环结构，形成可被Nb·Bbv...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）在全球快速传播，给疫情防控带来严峻挑战。现有核酸检测和免疫检测方法多依赖专业仪器、训练有素的操作人员和集中实验室，便携性和实用性受限。本文开发了一种基于CRISPR-Cas12a的便携式、快速、高灵敏SARS-CoV-2检测方法。样品经快速预处理后，在温和条件下通过逆转录重组酶辅助...
随着依赖抗凝药物治疗的患者增多，快速、低成本、便携地检测凝血时间或凝血酶原时间（PT）的需求日益迫切。现有PT检测通常需定期门诊采血，流程繁琐且耗时。本文开发了一种基于电学换能的手持式即时检测（POCT）PT传感器。低成本PT传感器通过气溶胶喷射打印制备，采用银纳米颗粒（AgNP）、银纳米线（AgNW）和碳纳米管（CNT）导电墨水。...
新冠疫情快速、低成本诊断对识别感染者尤其是无症状者、阻断本地传播至关重要。作为RT-PCR的替代手段，基于抗体的层析血清学检测因假阳性较高而帮助有限。本文提出利用可现场部署/便携的等离子体光纤吸收生物传感器（P-FAB）平台，对唾液中SARS-CoV-2病毒颗粒进行一步法、免洗检测，仅需最少样品前处理。P-FAB基于U形弯曲多模光纤...
随着智能生物传感器需求与普及度的提高，开发多种基于精液生物标志物（前列腺特异性抗原，PSA）的生物器件用于日常应用成为新方向。本文采用通用策略，开发了一种下一代微型化电容型生物标志物传感器，可实现对PSA的直接、快速定量和超快选择性检测。为制备低成本PSA生物传感器，作者对互指电容（IDC）进行生物功能化，使其能够在0.1–10 μ...
开发了一种用于即时检测（POC）的光学腔生物传感器（OCB）。该无标记传感器采用低成本器件和简单制备工艺，在降低总体成本的同时，通过差分检测方法实现高灵敏度。为实验验证其检出限（LOD），作者以链霉亲和素和C反应蛋白（CRP）为对象开展生物传感实验。进一步优化光学腔结构以提高灵敏度并便于流体控制；利用聚合物溶胀特性微调光学腔宽度，显...
本文首次报道了一种 NiFe2O4/纸基磁弹性（ME）生物传感器，用于快速、灵敏、便携地检测人血清白蛋白（HSA）。该传感器利用 NiFe2O4 纳米颗粒的磁弹性效应和纤维素纸的优良机械性能，将 HSA 与纸表面固定抗体特异性结合所产生的表面应力信号转换为电磁信号。HSA 与抗-HSA 抗体结合后，结合复合物在传感器表面积累并产生压...
干扰素-γ（IFN-γ）是一种与炎症性疾病、病毒感染等相关的细胞因子，其浓度检测可用于评估免疫应答与疾病进展。本文报道了一种基于相对光学功率增加（IROP）原理的无标记即时检测（point-of-care, PoC）装置，并结合生物光子传感单元（BICELLs）用于定量评估 IFN-γ 浓度。所用 BICELL 传感表面直径为 10...
即时检测（POC）在个性化医学中展现巨大变革潜力。尤其器官移植患者需要POC检测以确保血清免疫抑制剂水平适当，从而维持移植物功能与存活。然而目前尚无适合监测免疫抑制剂水平的POC设备。利用超材料最新进展可推动POC检测突破。高对比度光栅（HCG）生物传感器是一种低成本、紧凑、易制作且易操作的结构，在基于表面的生物标志物检测中具有高灵...
新型即时检测诊断设备对于快速、准确诊断脓毒症等危及生命的感染至关重要。本文报道了一种基于纳米颗粒增强数字等离子体成像的便携式生物传感器（DENIS），可直接从人血清中快速、灵敏地检测两种脓毒症相关炎症生物标志物：降钙素原（PCT）和C反应蛋白（CRP）。该器件对PCT的检出限为21.3 pg mL−1，对CRP为36 pg mL−1...
乙型肝炎病毒（HBV）感染具有全球性，在中国和非洲等资源有限地区高发。这些地区的HBV患者难以获得目前使用的昂贵HBV检测，现有检测通常在集中式临床实验室中采用单通道、体积大且昂贵的仪器完成。为克服这些局限，我们开发了一种简单、可负担的HBV诊断平台，以实现更及时的HBV感染诊断和干预。基于巨磁阻（GMR）生物传感器芯片，我们建立了...
本文报道了一种灵敏且通用的生物传感方法LUCID（luminescence compact in vitro diagnostics），用于定量分子与细胞分析。LUCID采用上转换纳米颗粒（UCNPs）作为发光报告分子，并在智能手机上实现互斥的光激发与读出时序。该策略通过时间门控检测长寿命上转换发光，消除激发光串扰并降低自荧光，从而...
牙周炎是一种全球高患病率且经济负担沉重的慢性炎症性疾病。现有诊断主要依赖临床探诊和影像学评估，耗时且需专业人员判读。椅旁快速监测牙周炎炎症介质可为疾病活动度和治疗决策提供即时信息。本研究旨在开发一种基于特异性抗体和表面声波（SAW）技术的原型生物传感器，用于定量检测唾液基质金属蛋白酶-8（MMP-8）。作者将原型传感器的分析性能与标...
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...
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...
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...