由新型冠状病毒严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的2019冠状病毒病（COVID-19）全球大流行对公共卫生构成威胁。因此，开发快速、准确且易于实施的SARS-CoV-2诊断系统对控制感染源和监测病情进展至关重要。本文报道了一种基于杯芳烃功能化氧化石墨烯靶向检测SARS-CoV-2 RNA的超灵敏电化学检测技术...
瘦素主要由脂肪组织分泌，是肥胖及肥胖相关疾病的生物标志物。血液瘦素水平的生物传感检测可作为动态病理变化的指标。本文报道一种采用邻苯二胺（oPD）的丝网印刷金电极（SPGE）电化学生物传感器，用于检测饮食诱导肥胖（DIO）小鼠模型中的瘦素。通过辣根过氧化物酶（HRP）催化氧化 oPD，并采用循环伏安法（CV）和方波伏安法（SWV）定量...
慢性肾病（CKD）发病率上升，亟需开发低成本且准确的血清肌酐生物传感器，因为肌酐是反映肾功能的重要生物标志物。本文提出一种新颖且低成本的血清肌酐估算技术，无需样品预处理。该技术通过单酶途径将肌酐转化为1-甲基乙内酰脲（1-methylhydantoin），再利用1-甲基乙内酰脲与钴等过渡金属形成络合物的固有特性进行定量。光学光谱验证...
当前听力或前庭障碍诊断主要依赖物理检查，不能提供内耳细胞损伤的具体位置，因此需要能够检测内耳血循环生物标志物的新诊断方法。本文开发了首个用于快速检测 otolin-1 和 prestin 的生物传感器平台，二者分别特异性表达于前庭和耳蜗。该平台基于 DNA 免疫分析，采用偶联抗体识别目标蛋白；目标结合后改变表面 DNA-DNA 杂交...
本研究提出一种基于单实体电化学（SEE）直接检测单个血小板中血清素的方法。从人血中分离的血小板经血小板富集血浆（PRP）稀释后，在 25 µm 铂超微电极（Pt UME）上进行循环伏安和电流-时间测量。当单个血小板随机撞击电极表面时，血小板致密颗粒内储存的血清素在电极表面发生氧化，产生瞬时阳极电流尖峰；通过对该尖峰电流积分，可计算单...
本文报道了一种基于红细胞比容（HCT）补偿算法的电化学全血酮体试纸条，用于提高血酮体传感器测量准确性。传统电化学生物传感器通常直接将测得的电流换算为待测物浓度，而未考虑HCT影响；当全血样本HCT偏低或偏高时，红细胞会阻碍酮体分子向工作电极表面扩散，导致电流偏低或测量结果不准确。为此，作者在试纸中增设一对阻抗测量电极，通过施加1 k...
电化学生物传感器因便携、易用、样品量低和检测时间短，常被视为即时检测（POC）开发的重要基础。目前，由半导体制造技术（SMT）制备电极并结合链霉亲和素生物中介体的无标记亲和电化学生物传感器，在现代生物传感器中表现出最高的重现性、准确性和稳定性；然而，其仍难以完全满足POC指南对这三项指标的要求。本研究旨在解决生物传感器生产过程中导致...
C-反应蛋白（CRP）是与多种疾病相关的重要炎症生物标志物。生理炎症过程中，CRP 水平在约 48 h 达到峰值，半衰期约 19 h，因此低水平 CRP 检测对癌症、应激、代谢紊乱、心血管疾病等的预后管理具有重要意义。现有 ELISA、Western blot 等方法存在成本高、操作复杂等局限。电化学生物传感器具有小型化、易操作和灵...
本研究开发了一种快速电化学免疫分析方法，用于检测和定量两种生物样品（斑马鱼全身提取物和人工唾液）中的应激生物标志物皮质醇和皮质酮。该方法基于抗体-抗原特异性识别的“锁-钥”机制，将化学标记二茂铁（ferrocene, Fc）的抗体（Ab-Fc）通过 EDC/sulfo-NHS 活化羧基并以酰胺键共价固定于经 4-硝基苯重氮四氟硼酸盐...
个性化医学的快速发展凸显了对灵敏、准确且可用于即时检测的疾病生物标志物定量平台的需求。CRISPR作为高特异性和可编程的基因编辑工具，其特性也可用于生物传感系统开发。本文报道了一种由CRISPR-Cas系统增强的电化学DNA（E-DNA）传感器，具有前所未有的灵敏度和准确性。该E-DNA传感器的基本原理是：目标核酸诱导表面信号探针（...
随着电子应用对高载流子迁移率和电导率石墨烯需求增加，打印技术为低成本可抛弃传感器提供了可靠途径。本文报道了通过生物质玉米芯衍生石墨的电化学剥离法制备高质量石墨烯纳米片，并将其制成导电墨水，用于构建纸基石墨烯电极，实现双链DNA（dsDNA）的电化学传感。该纸基石墨烯电极可支持分析物的直接电化学分析，无需复杂样品前处理。循环伏安测试中...
快速、灵敏的等温方法对即时检测（POC）核酸检测至关重要。近期发现RNA引导的CRISPR/Cas12a蛋白具有靶标触发的非特异性单链DNA酶（ssDNase）活性。本文详细研究了CRISPR/Cas12a系统对界面发夹DNA（hpDNA）和线性DNA的ssDNase切割能力，并开发了基于靶标诱导Cas12a切割界面hpDNA的新型...
本文报道薄层电位法结合阴离子交换膜作为带电干扰屏障，用于未稀释人尿中肌酐（CRE）分析检测。样品室中 CRE 通过阴离子交换膜（AEM）扩散至含肌酐脱亚胺酶（CRE deiminase）的第二储液室；CRE 与酶反应生成铵离子，由铵离子选择性电极以电位法动态监测。该概念集成于芯片化微流控单元，可实现高样品通量和停流运行，使 CRE ...
本研究通过光刻与丝网印刷技术构建了一种由两层纸基微流控丝网印刷电极（SPE）组成的新型三维（3D）纸基微流控电化学葡萄糖生物传感器。在对电极和参比电极层的醛基功能化亲水区固定葡萄糖氧化酶（GOD），用于催化葡萄糖氧化；在工作电极层滴涂高导电普鲁士蓝（PB）负载还原氧化石墨烯-四乙烯五胺（rGO-TEPA/PB）纳米复合膜，作为电化学...
血液中蛋白质等生物分子浓度异常或缺失可用于特定病理状态的早期诊断。当前研究重点关注通过即时检测（POC）系统分析生物分子的相互作用与检测，以实现微型化、并行化反应。电化学传感技术与 POC 的结合为疾病诊断和治疗提供了新途径。本研究将丙氨酸氨基转移酶（ALT）适配到铂（Pt）薄膜电极系统，并通过差分脉冲伏安法（DPV）定量检测酶促生...
microRNA是多种疾病尤其是癌症早期检测的重要生物标志物，因此面向即时检测的miRNA传感策略备受关注。几乎所有miRNA传感器都依赖靶miRNA与捕获探针的杂交识别，可设计为夹心或竞争格式。本文报道一种低成本微流控生物传感器平台，用于在未稀释人血清中电化学检测miRNA-197（肿瘤生物标志物候选），样品体积仅580 nL，检...
血液蛋白检测对临床分析至关重要。传统血液检测在集中实验室完成，结果回报慢；而即时检测（point-of-care, PoC）设备可在非实验室环境中快速给出结果，从而支持及时分析并降低医疗成本。成功的PoC平台需要无缝集成化学检测、流体管理和信号读出。本文提出一种用于PoC蛋白传感的集成、紧凑且自动化的电子系统。该系统由基于微流控的电...
新生儿黄疸常见且严重，葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）缺乏是早产儿的重要诱因。世界卫生组织建议新生儿筛查G6PD缺乏以早期识别并预防不良结局。本研究评估即时检测用careSTART G6PD生物传感器作为G6PD缺乏定量诊断方法，并在40名成人中考察EDTA抗凝、红细胞压积、储存温度和时间对G6PD酶活性评估的影响。随后在216名...
登革病毒（DENV）非结构蛋白1（NS1）是诊断登革热的特异且敏感生物标志物。本研究开发了一种基于化学修饰亲和肽的电化学生物传感器，用于检测DENV NS1。作者理性设计并化学合成了一系列氨基酸替换合成肽，将其共价固定于金传感器表面，通过方波伏安法（SWV）和电化学阻抗谱（EIS）监测传感器性能。根据SWV中动态电流下降选择NS1特...
即时医疗（POC）设备有望快速检测生物标志物并报告疾病状态，从而在许多情况下绕过离线临床实验室。无标记电化学技术因固有的电子检测方式和较少的试剂处理需求，适合用于手持诊断设备。电化学阻抗谱（EIS）虽已用于体成分等组织分析，但尚未广泛用于POC患者检测。本文针对限制EIS转化为临床生物传感器设备的问题，重点解决传感器必须连接外部处理...