Real-world evaluation of a QCM-based biosensor for exhaled air.
本研究开发了一种名为“virusmeter”的呼出气生物传感器，将石英晶体微天平（QCM）技术与免疫功能化芯片相结合，通过分析呼出气样本区分呼吸道疾病症状患者与健康个体。该装置结构紧凑、检测快速且无创，无需样本处理或核酸扩增，可在5分钟内给出结果。在受控条件下，研究对54名住院症状性COVID-19患者和128名对照进行了评价，总体...
Electrospinning-Based Biosensors for Health Monitoring.
近年来，多种生物传感器被用于监测人体健康状况。电纺纳米纤维材料具有高比表面积、大孔隙率和操作简便等优点，这些特性在生物传感器中发挥重要作用。然而，与其他纳米纤维制备技术相比，电纺纳米纤维的力学性能较差；同时，电纺过程中使用的有机溶剂通常具有毒性且成本较高。另一方面，电纺纳米纤维的优异性能可赋予生物传感器更高的灵敏度和更宽的检测范围。...
A Review on the Role and Performance of Cellulose Nanomaterials in Sensors.
传感器与生物传感器作为快速、可靠、早期诊断人类疾病以及监测空气和水体环境污染物的分析工具，具有重要作用。近年来，纳米材料被用于传感器制造，以提升灵敏度、选择性和便携性。纤维素纳米材料（CNM），包括纤维素纳米纤丝（CNF）、纤维素纳米晶（CNC）和细菌纤维素（BC），因其超分子结构、生物相容性和高反应活性官能团，在各类传感器制备中迅...
Recent advances in biosensors for detecting viruses in water and wastewater.
废水中存在大量可致传染病的病毒颗粒，因此在排入环境前必须去除，并通过现场检测掌握服务区域内可能的病毒暴露风险。对废水中不同病毒株进行预检是重要的环境控制步骤。流行病学研究表明，病毒因粒径小、分布离散且感染剂量低，是水样中最难检测的病原。传统水传播病毒检测方法包括聚合酶链式反应（PCR）、酶联免疫吸附试验（ELISA）和核酸序列依赖性...
Label-Free Bioanalyte Detection from Nanometer to Micrometer Dimensions-Molecular Imprinting and QCMs
现代诊断工具与免疫分析流程要求基于分析物固有行为进行直接识别，而不使用标记指示剂。无标记生物传感器能够监测分析物的物理化学性质，如结合灵敏度、选择性、亲和常数及分子识别动力学。典型生物传感器界面可由天然抗体延伸至合成受体，例如分子印迹聚合物（MIPs）。MIPs 的主要优势包括与天然抗体相当的高结合选择性、合成简便快速、热/化学稳定...
Recent advances in rapid pathogen detection method based on biosensors.
随着菌株变异和耐药性日益普遍，感染防控成为近年来的严重问题，病原微生物检测是诊断过程中的关键环节。生物传感器具有响应快速、灵敏度高、操作简便、成本低等优点，并凭借小型化、实时性和多分析能力迅速发展，有望满足临床诊断对更高准确度的要求。本文并非简单罗列近年基于生物传感器的病原检测文献，而是批判性讨论多种生物传感器在病原检测中的发展与应...
Molecular Imprinting Technology in Quartz Crystal Microbalance (QCM) Sensors.
分子印迹聚合物（MIPs）作为人工抗体，近年来在生物传感器领域受到广泛关注。与天然抗体相比，MIPs 具有稳健、多结合位点、成本低、制备简便以及在极端 pH 和温度条件下稳定性高等独特优势。石英晶体微天平（QCM）是一种基于测量传感器表面微小质量变化的分析工具，具有特异性、灵敏度、准确性、稳定性和重现性好等优点，是实用且便捷的监测手...
Rapid detection of Ebola virus with a reagent-free, point-of-care biosensor.
表面声波（SAW）生物传感器可在现场快速检测埃博拉病毒抗原，无需添加试剂、样品前处理或专业人员。本研究初步证明，该SAW传感器能以浓度依赖方式检测埃博拉病毒，并观察到高度碎片化埃博拉病毒颗粒的对数线性响应。在病毒灭活前，其检测限为1.9×10^4 PFU/mL，低于PCR检测到的症状出现第一天平均病毒血症水平。作者预测，对完整、有感...
Micro- and nano-structure based oligonucleotide sensors.
本文综述了基于微纳结构的寡核苷酸检测与定量技术。此类器件具有体积小、坚固便携、可与现代CMOS电子兼容并易于集成到手持设备中、适合大规模生产等优点，因此相比其他寡核苷酸检测方法更适于商业化，并有望用于即时医疗（POC）或现场检测（OST）。文章讨论了微纳结构传感器的优势，并系统介绍了迄今发展的多种寡核苷酸检测技术，包括体声波（BAW...
Biotin selective polymer nano-films.
生物素与亲和素/链霉亲和素的强相互作用被广泛用于多种检测和诊断体系。能够稳定结合生物素的稳健材料有望用于开发可重复使用的检测材料和生物传感器识别元件。本研究在十六烷硫醇（HDT）自组装单分子层修饰的金/石英谐振器上制备了厚度为3–5 nm的生物素选择性薄膜。薄膜基于分子印迹策略，以生物素甲酯（BtOMe）为模板，在物理吸附的苯甲酮光...
Piezoelectric and electromagnetic respiratory effort energy harvesters.
正常呼吸引起的躯干运动可作为超低功耗电子设备的替代可再生电源，同一输出信号也可记录为包含呼吸信息的生理信号，从而支持自供电可穿戴生物传感器/能量收集器。本文提出此类生物传感器的选择标准、优化流程、作为传感器与能量收集器的权衡及挑战。通过在机械躯干和人体受试者上测试不同模块，比较压电材料（PZT-5A、MFC）与微型电磁发电机，结果表...
Label-free, real-time interaction and adsorption analysis 2: quartz crystal microbalance.
本章介绍石英晶体微天平（QCM）作为无标记、实时相互作用与吸附分析技术。QCM基于压电石英晶体在交变电场下发生机械振动，其共振频率随晶体表面质量变化而改变；当溶液分析物直接吸附或经表面固定配体捕获形成吸附层时，频率变化可反映结合质量。与表面等离子共振（SPR）相比，QCM对吸附层结合水、溶剂化及构象/粘弹性变化更敏感，因此可补充SP...
Multifunctionalized cantilever systems for electronic nose applications.
悬臂梁多目标检测对生物传感器、化学传感器和电子鼻系统至关重要。本文报道了一种新型微悬臂梁阵列芯片，芯片内集成四个微反应腔，从而可在同一芯片上制备四种不同功能化表面，用于多目标检测。以2,4-二硝基甲苯（DNT）为模型目标，作者利用已知高选择性结合的肽受体，在四个表面分别固定DNT特异性肽（HPNFSKYILHQRC，SP）、DNT非...
Piezoelectric detection of bilirubin based on bilirubin-imprinted titania film electrode.
本研究基于分子印迹与表面溶胶-凝胶技术，在石英晶体表面制备胆红素印迹二氧化钛薄膜，构建了一种高选择性、高灵敏度的压电石英晶体微天平（QCM）胆红素生物传感器。以钛酸四丁酯（Ti(O-nBu)4）为钛源，胆红素为模板，经浸渍-清洗-水解-干燥循环形成约0.8 μm印迹薄膜，再用氨水洗脱模板形成特异性识别空腔。胆红素结合后引起晶体表面质...
Real-time monitoring of the strand displacement amplification (SDA) of human cytomegalovirus by a new SDA-piezoelectric DNA sensor system.
核酸扩增技术因能高灵敏检测靶DNA，已广泛应用于DNA传感器、DNA芯片和微阵列等生物传感器技术。然而，传统DNA传感器在检测过程中必须维持恒温、恒压和稳定粘度，因此难以对PCR等核酸扩增过程进行实时动态监测；压电传感器作为传统DNA传感器，也因PCR反应中温度剧烈变化而不适用。本研究将可在恒温条件下工作的链置换扩增（SDA）技术引...
Application of a quartz crystal nanobalance and principal component analysis for the detection and determination of histidine.
本研究开发了一种基于石英晶体纳米天平（QCN）的组氨酸（His）检测生物传感器。在镀金石英晶体电极表面恒电流电沉积一层镍，随后用H2O2氧化形成氧化镍（NiO）复合电极。将电极暴露于His溶液时，His与Ni/NiO表面配位吸附，引起晶体频率下降；频率偏移与His浓度在100–2000 mg/L范围内呈线性关系。该传感器检出限为48...