Aspects of Electrochemical Biosensors Using Affinity Assays.
近几十年来，生物标志物检测受到广泛关注。及时识别和定量与疾病、感染或污染物相关的蛋白质、核酸和小分子，在医学、食品安全和环境质量控制中日益重要。现有先进生物标志物检测方法主要依赖标准免疫分析技术，需要专业实验室设备和受训人员，限制了其在即时检测（PoC）等场景中的广泛商业化应用。小型、稳健的电化学生物传感器是复杂样品中分析生物标志物...
Biomimetic Sol-Gel Chemistry to Tailor Structure, Properties, and Functionality of Bionanocomposites by Biopolymers and Cells.
本文综述了仿生溶胶-凝胶化学在调控生物大分子与细胞基生物纳米复合材料结构、性质和功能中的应用。天然生物硅化仅由硅藻等生物在接近中性的水溶液、常温及约100 μM硅酸浓度下高效完成，并受蛋白质调控形成层级有序结构；而传统溶胶-凝胶技术常需酸/碱、有机溶剂和加热，易导致蛋白变性、酶失活和细胞死亡。文章以硅藻为例，比较了生物硅化与传统溶胶...
Microbial Biosensors for Rapid Determination of Biochemical Oxygen Demand: Approaches, Tendencies and Development Prospects.
生化需氧量（BOD）是评价水质的重要指标。自日本学者 Karube 于 1977 年首次报道基于微生物的 BOD 传感器以来，40 余年间，基于多种微生物细胞的 BOD 生物传感器在原理、材料和实际应用方面不断积累，已形成相对独立的生物技术方向。传统 BOD5 测定需 5 天，难以满足实时监测需求；微生物生物传感器可将测定时间缩短百...
Challenges and opportunities of using immobilized lipase as biosensor.
本文综述固定化脂肪酶生物传感器的发展、应用与挑战。第一代生物传感器仅通过产物或反应物天然介导剂的增减实现电子转移；第二代引入人工氧化还原介导剂，如有机染料，以提高重现性和灵敏度；新一代主要基于电子迁移原理，并可用选择性、精确性和灵敏度等指标进行高效定量。甘油三酯（TG）通常用气相色谱或化学/酶学方法检测。将脂肪酶固定于固体载体可增强...
Esterases as emerging biocatalysts: Mechanistic insights, genomic and metagenomic, immobilization, and biotechnological applications.
酯酶是一类催化酯键水解与形成的水解酶，在工业酶市场中占有重要地位。凭借其独特的生物催化特性，酯酶可用于环境可持续设计，包括生物质降解、食品与饲料工业、乳制品、纺织、农药（除草剂、杀虫剂）、生物修复、生物传感器开发、抗癌、抗肿瘤、基因治疗及诊断等。酯酶可从多种哺乳动物组织、动物和微生物中分离获得，极端环境来源酯酶的发现进一步提高了研究...
Microbial lipases and their industrial applications: a comprehensive review.
脂肪酶是一类多功能酶，可来源于动物、植物和微生物，其中微生物脂肪酶（EC 3.1.1.3）因来源多样、产量高、易于遗传操作、稳定性好且供应稳定，在工业中具有重要价值。微生物脂肪酶可催化长链三酰甘油的水解、酯化、醇解、转酯化和氨解等反应，并广泛应用于生物柴油、食品饮料、皮革、纺织、洗涤剂、医药和医疗等领域。固定化可显著提高脂肪酶的稳定...
Enzyme nanoparticles and their biosensing applications: A review.
酶纳米颗粒（ENPs）是酶分子在纳米尺度（10–100 nm）形成的聚集体，可经透射电镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见光谱、X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、扫描电镜（SEM）和电化学阻抗谱（EIS）表征。酶具有底物特异性、催化活性及温和条件下调控代谢反应的能力，但直接应用易降解，影响分析器件性能...
Preparation, Characterization, and Application of Enzyme Nanoparticles.
酶是调控多种代谢反应的基本生物催化剂，在理想条件下具有高度底物特异性、高灵敏度和优异催化活性，因此被广泛用作工业催化剂。酶纳米颗粒因可用于环境保护、生化工程和生物医学而受到关注。理解酶纳米颗粒与其分析物之间的相互作用性质十分必要。多种酶/蛋白纳米颗粒已被固定化到电极或膜等基质上，用于构建生物传感器。在众多纳米材料和纳米颗粒中，有机纳...
Electrically nanowired-enzymes for probe modification and sensor fabrication.
酶因其精确的三维催化结构而具有高度特异性和选择性，但酶内氧化还原辅因子与电极之间的电子隧穿距离较长，常受球状蛋白结构绝缘影响。对于电化学活性酶，引入可移动氧化还原介体，尤其是纳米线，可扩散进入和离开酶活性位点，携带氧化还原当量，从而克服长距离电子隧穿限制。纳米线偶联酶因此受到生物传感器和电催化生物应用的广泛关注。本文系统综述了基于纳...
Marine polysaccharides: therapeutic efficacy and biomedical applications.
海洋中富含藻类、动物和植物等生物资源，可从中提取具有优良理化性质和生物活性的多种海洋多糖。其中，岩藻聚糖硫酸酯（fucoidan）、卡拉胶（carrageenan）、海藻酸钠（alginate）和壳聚糖（chitosan）因生物相容性、可降解性和生物活性而受到药物与生物医学领域广泛关注。综述系统总结了海洋多糖的多种治疗功效，包括抑制...
Improvement Strategies, Cost Effective Production, and Potential Applications of Fungal Glucose Oxidase (GOD): Current Updates.
真菌葡萄糖氧化酶（GOD）广泛用于烘焙、干蛋粉、饮料和葡萄糖酸生产等食品工业，并在化学、制药、纺织及其他生物技术领域具有新应用。GOD催化反应具有电化学适用性，使其可用于生物电子器件，尤其是生物燃料电池和生物传感器。此外，GOD在提高饲料喂养效率、抗菌活性、增强植物病原防御反应及诱导抗性等方面也有报道；在医学领域，GOD还被报道可通...
Bioconjugation and stabilisation of biomolecules in biosensors.
本文综述生物传感器中生物分子的生物偶联与稳定化策略。生物传感器依赖核酸、抗体、细胞或酶作为生物识别元件和信号分子，识别元件在换能器上的固定化与稳定化对开发新型及可商业化传感器至关重要。文章重点讨论可用于实际生物偶联的官能团，包括伯胺、羧基、巯基、羰基和碳水化合物，并系统比较不可逆固定化（共价结合、交联、包埋/微胶囊化）与可逆固定化（...
Enzyme Biosensors for Biomedical Applications: Strategies for Safeguarding Analytical Performances in Biological Fluids.
基于酶的化学生物传感器依赖生物识别。为了正常工作，酶必须能够催化特定生化反应，并在生物传感器正常工作条件下保持稳定。生物传感器的设计基于对目标分析物的了解，以及需要定量分析物所在基质的复杂性。本文综述了酶基安培生物传感器与含有目标分析物的复杂生物基质相互作用所产生的问题。安培酶基生物传感器检测最具挑战性的缺点之一是污损剂导致的信号降...
Aptamers, antibody scFv, and antibody Fab' fragments: An overview and comparison of three of the most versatile biosensor biorecognition elements.
生物传感元件的选择对开发最优生物传感器至关重要。抗体单链Fv片段（scFv）、抗体片段抗原结合单元（Fab’）和适配体是三种最通用的生物识别元件。本文概述了这三种元件的合成与工程改造、多种表面固定化技术，以及它们在生物传感器中的应用实例。文章最后从开发时间与成本、固定化难易程度与可变性、对分析物的亲和力、稳定性等方面对三者进行比较，...
Biosensors based on enzyme inhibition.
本章系统评述了基于酶抑制的生物传感器作为分析工具的原理、构建与应用。作者指出，酶抑制型生物传感器通过比较有无抑制剂时酶活性的变化来定量分析物，其中可逆抑制依赖非共价结合，不可逆抑制依赖共价结合，需结合米氏动力学、抑制常数和测量协议进行优化。文章重点讨论了固定化方式、酶负载量、孵育时间、底物浓度、换能器类型及稳定性等关键参数，并比较了...
Recent developments and applications of immobilized laccase.
漆酶是一种具有多种应用前景的生物催化剂，可用于生物修复、化学合成、纸浆生物漂白、生物传感、纺织整理和葡萄酒稳定等。酶固定化可改善其储存与操作稳定性，并赋予固定化酶可重复使用的优势。本文综述了已报道的漆酶固定化方法，包括吸附、包埋、封装、共价结合和自固定化，并重点介绍这些方法在环境应用与电生物化学中的最新进展。文中讨论了不同载体材料、...
Strategies to extend the lifetime of bioelectrochemical enzyme electrodes for biosensing and biofuel cell applications.
酶因具有独特的底物特异性，是生物传感器和生物燃料电池电极中强效催化剂。这种特异性由氨基酸链基于非共价作用形成的复杂三维结构决定，同时也导致酶寿命通常仅为数天至数周。然而，许多电化学应用需要寿命达数月甚至数年。本迷你综述批判性地概述了应对酶寿命短这一限制生物电化学电极整体寿命问题的策略与思路。最常见的方法是稳定酶本身：多种固定化技术通...
Microbial biosensors: a review.
微生物生物传感器是将微生物与物理换能器集成的分析装置，可产生与分析物浓度成比例的可测信号。近年来，大量微生物生物传感器被开发用于环境、食品和生物医学应用。本文首先讨论微生物传感中常用的各种传感技术，然后重点总结基于安培法、电位法、电导法、伏安法、微生物燃料电池、荧光、生物发光和比色法的微生物生物传感器在制备与应用方面的最新进展。文章...
Immobilization-stabilization of a new recombinant glutamate dehydrogenase from Thermus thermophilus.
本文报道了从嗜热菌 Thermus thermophilus 中克隆、表达并固定化一种新型重组谷氨酸脱氢酶（GDH）。T. thermophilus 基因组中含有两个编码推定 GDH 的基因，其中 TTC1211 基因被克隆并在大肠杆菌中过表达。纯化后的酶为三聚体，能够以 NAD+ 或 NADP+ 为辅因子催化 L-谷氨酸氧化生成 ...