复杂疾病源于相互作用生物分子网络，但多数分析技术只能同时测量有限相互作用。本文提出一种啁啾导模共振（cGMR）光子生物传感器阵列，用于数百个传感位点的多路、无标记生物分子动力学分析。该平台在单芯片上集成322个光子传感器，采用CMOS工艺制造，具有较高重现性（波长灵敏度36.8像素/纳米，标准差1.37像素/纳米）。分子结合引起的光...
石墨烯是由sp2杂化碳原子构成的二维六角晶格材料，具有优异的电导率、机械强度和高比表面积，可作为高效生物传感平台。其离域π电子体系有利于快速电荷传输，并可借助生物界面进行多样化表面功能化。本文综述了石墨烯基生物传感器的核心检测机制：在光学传感中，表面等离子共振（SPR）与表面增强拉曼散射（SERS）因石墨烯强光–物质相互作用而提升灵...
在 SARS-CoV-2 持续传播及新变异株不断出现的背景下，快速、准确、频繁检测的需求日益增加。奥密克戎变异株临床表现与其他常见呼吸道感染更为相似，同时检测多种潜在病原体有助于区分 SARS-CoV-2 感染与其他症状重叠疾病，对个体化治疗和疫情控制具有重要意义。本文报道了一种基于亚波长光栅微环谐振器（SUMIRR）的 SARS-...
器官芯片平台有望为疾病研究和药物发现提供比动物模型更经济、伦理且更接近人体的模型。血脑屏障芯片（BBB-oC）是研究神经疾病的重要工具，可模拟控制病原体进入、药物递送和神经炎症的多功能组织。全面理解该组织模型的多种生理功能，需要在 BBB-oC 系统中检测多种组织分泌物质。然而，现有集成传感器的 BBB-oC 平台仅能基于通透性测量...
细胞因子是参与炎症、免疫和肿瘤微环境调控的小肽类蛋白标志物，其循环水平变化可反映疾病状态。为在疾病进程中快速、特异、准确地监测免疫状态，发展高灵敏、多路细胞因子检测传感器对临床检验和疾病机制研究至关重要。本文简要综述细胞因子检测工具及新生物标志物开发的基本原理，讨论高灵敏、多路细胞因子定量技术的最新进展及其在宽范围检测中的应用能力，...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）疫情再次凸显快速、准确且经济的即时检测（POC）体外诊断需求。POC检测的核心挑战是在短检测时间内兼顾高灵敏度与低成本。光子集成电路（PIC）生物传感器具有高分析灵敏度、多路检测、易微型化和适合大批量制造等优势。非对称Mach–Zehnder干涉仪（aMZI）是其中一类灵敏度可调的...
基于单一生物标志物的临床评估在许多情况下不足以准确诊断疾病或监测治疗。多路检测可在同一份样品中同时测量多个分析物，或同时测量不同样品中的同一靶标，从而提高疾病诊断和治疗成功率的准确性。因此，低成本、易用、快速的现场多路生物传感器需求迫切。本文提出一种简单、灵活且高度可扩展的策略，用于实现微流控多路电化学生物传感器（Biosensor...
皮肤组织间液（ISF）是生物标志物的替代来源。本文报道一种高溶胀微针贴片（MNP），可无痛、无血快速提取 ISF。该 MNP 由交联甲基丙烯酸化透明质酸（MeHA）与可溶解透明质酸（HA）组成，兼具良好机械强度（0.6 N/针）和吸收能力（20 min 吸收 16.22 μL）。将蜡图案化并负载传感试剂的试纸（TP）嵌入微针，形成 ...
DNA完整性对生命至关重要，细胞通过DNA修复通路清除化学和辐射损伤；碱基切除修复（BER）酶活性异常与癌症、耐药及神经退行性疾病相关，因此需要快速灵敏的检测工具。本文报道一种基于微信标（microbeacons, µBs）的酶活性检测方法。µB是将含单一位点特异性损伤的发夹形核酸探针固定于微球，并用荧光团或前荧光团修饰。目标蛋白处...
多目标同步检测的电化学发光（ECL）策略是生物传感研究热点，但可用 ECL 发光体种类有限。本研究合成了带隙可调的 Cu–Zn–In–S/ZnS 纳米晶（CZIS/ZnS NCs），并将其用于电位分辨 ECL 检测。通过改变前驱体中 Cu 的比例，CZIS/ZnS NCs 的 ECL 发射波长和发射电位可分别由 480–750 nm...
比色报告酶能够产生肉眼可读的生物传感器信号，无需外部设备判读，因而适合资源有限、偏远或发展地区的应用。无细胞基因表达系统可进一步支持此类应用，因其易于冻干并可整合到纸基等材料中。目前，利用该类系统同时检测多种分析物通常需要多个反应或额外设备。本文在特定的无细胞表达系统 PURE 中评估了 7 种比色报告酶及 15 种相应底物的功能，...
本研究提出一种将局域表面等离子共振（LSPR）传感阵列与平行微流道集成的无标记多路检测系统。LSPR传感阵列通过纳米压印和溅射金在聚碳酸酯（PC）基底上制备，形成可产生Fano型共振光谱的纳米等离子结构。聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流道与PC LSPR阵列经(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（APTES）表面处理和氧等离子处理后键合，构成...
血清中多种癌症相关生物标志物的敏感、同时检测对癌症诊断、治疗、预后和分期至关重要。本文提出一种磁辅助三明治型表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器，用于超灵敏多路检测三种肝细胞癌（HCC）相关微小RNA（miRNA）生物标志物。该传感器由SERS标签（探针DNA偶联的DNA工程化分形金纳米颗粒，F-AuNPs）和磁性捕获基底（捕获D...
本研究首次构建基于金纳米颗粒/石墨烯量子点/氧化石墨烯（AuNPs/GQDs/GO）修饰的三阵列丝网印刷碳电极（3SPCE）的无标记多路电化学生物传感器，用于同时检测乳腺癌相关生物标志物 miRNA-21、miRNA-155 和 miRNA-210。以蒽醌（AQ）、亚甲基蓝（MB）和聚多巴胺（PDA）作为可区分氧化还原指示剂，分别锚...
除草剂在农业和园艺中的广泛使用引发水污染等环境与安全问题，因此高效、便捷地分析除草剂残留水平具有重要意义。本文利用3D打印技术设计了一种多路免疫传感器，用于同时检测两种常用除草剂莠去津和乙草胺。多路检测通过定制侧流免疫分析实现，并与电化学分析仪集成，以实现超灵敏定量检测。除草剂残留的定量基于一种新型纳米材料标记——介孔核壳钯@铂纳米...
FRET 可在原位探测分子结合，但多个 FRET 对同时测量常受供体与受体荧光团光谱带宽限制。本文提出利用供体荧光团的光致变色区分光谱重叠的 FRET 对，即使相关荧光团的吸收和发射光谱几乎相同。作者建立了该方法的理论框架，并通过数值模拟验证其可行性。为应用该系统，作者开发了用于 cAMP 依赖性蛋白激酶 A（PKA）的光致变色生物...
本文报道了一种基于单颗粒干涉反射成像传感器（SP-IRIS）的可配置数字病毒计数器，用于实时多路病毒检测。作者将DNA导向抗体固定（DDI）技术应用于SP-IRIS芯片：先在硅-二氧化硅芯片表面点样不同单链DNA探针，再流入抗体-DNA偶联物，通过DNA-DNA杂交将芯片转化为多路抗体阵列。该阵列在一次性微流控卡盒中实时检测三种表达...
开发兼具高分析性能与即时检测（POC）适用性的核酸生物检测平台日益迫切。水凝胶具有生物相容、抗污及可工程化等特性，适用于多种高级传感应用；硝酸纤维素等纤维基底则提供低成本、耐用且便携的复杂生物检测平台。本文利用投影光刻技术，将水凝胶传感图案直接聚合于多种纤维基底内部，精确控制其形状、尺寸、位置与功能。水凝胶图案的空间编码使同一试条上...
水产养殖中环境污染物监测是保障产品质量和防止污染物进入食物链的关键问题。激素、抗生素和生物杀灭剂等污染物具有毒性、药理或内分泌干扰活性，可能在海水环境中以微克/升、纳克/升甚至更低浓度存在，因此需要灵敏且选择性的现场监测方法。本文报道了一种基于特异性抗体的多路安培生物传感器，用于直接在海水中检测目标污染物。该免疫传感器采用金丝网印刷...
本研究提出一种基于 MXene 电化学信号放大与双链特异性核酸酶（DSN）扩增协同策略的电化学生物传感器，用于在总血浆中快速、阿托摩尔级同步定量多种肿瘤相关 microRNA。将合成的 MXene-Ti3C2Tx 与 5 nm 金纳米颗粒（AuNPs）修饰于双丝网印刷金电极（SPGE），并在两个工作区分别固定大量 DNA 捕获探针。...