聚簇规律间隔短回文重复（CRISPR）技术因高特异性被广泛用于核酸检测。本研究利用HaloTag与其烷烃氯配体之间高度特异且不可逆的结合，将失活CRISPR/Cas9（dCas9）进行生物素修饰，构建用于核酸检测的CRISPR生物传感器。该传感器制备简便，并能较好保留DNA识别能力。进一步将生物层干涉（BLI）技术与该CRISPR生...
尽管嘌呤能信号作为化学通讯机制已被广泛接受，实时测量细胞外ATP和腺苷浓度仍具有重要意义。本综述总结了为何仍需进行此类测量、它们如何提供额外机制洞察，并概述了当前可用于在空间上定位实时测量ATP和腺苷的技术。为说明直接实时测量的影响，作者探讨了延髓和下丘脑中的CO2与营养感知。在这两个例子中，感知均涉及胶质细胞通过半通道释放ATP。...
基于微生物燃料电池（MFC）的实时毒性检测通常依赖电流或电压变化，而电化学阻抗谱（EIS）虽可提供内部状态信息，但具有侵入性、扰动性、耗时，并可能影响长期性能。本研究提出一种软传感器方法，作为非侵入式实时手段，在毒性监测过程中评估MFC生物传感器的内部状态。该方法通过数值参数估计实时估算等效电路模型（ECM）参数。流式无膜MFC生物...
本文提出一种具有交流（AC）和直流（DC）激励与平衡能力的电容差分桥结构，用于低成本电极-溶液界面电容生物传感应用。所提出的串联 RC 平衡结构具有更高灵敏度、更低共模干扰敏感性和漂移控制能力。为评估实际桥性能，研究了由元件失配引起的初始桥不平衡可能影响，考虑平衡网络所需分辨率、灵敏度和线性度。该评估也为平衡网络、平衡算法及后续读出...
心房颤动（AF）是最常见的心律失常，也是重大医疗挑战；在症状持续时早期检测与规范治疗尤为关键。本研究开发了一种低成本、家用、非侵入式心脏健康监测原型，用于实时筛查潜在 AF。AF 的主要特征为心率明显升高以及心电信号中相邻 R 波间期不规则。该装置通过 Bitalino 心电传感器和电极采集体表心电，经 Arduino 微控制器和简...
百日咳主要影响婴幼儿，主要由百日咳博德特菌引起，其次为副百日咳博德特菌。副百日咳博德特菌症状较轻但易被误诊，其流行病学尚不清楚。本研究提出一种快速、灵敏且特异的方法用于副百日咳博德特菌诊断。通过二硫键形成将硫醇末端DNA寡核苷酸（ssDNA SAM）共价固定于硅表面，并用原子力显微镜（AFM）和椭偏仪表征。2 μg/μl、24 h孵...
本文报道了一种用于检测农药多菌灵（carbendazim，MBC）的表面等离子共振（SPR）生物传感器。该传感器以羧甲基葡聚糖修饰的金膜为基底，利用金/四氧化三铁（Au/Fe3O4）纳米复合材料作为信号放大标记，并在表面进一步引入单克隆抗体，实现多菌灵的实时检测。多菌灵结合后引起界面折射率变化，从而产生 SPR 响应。与未使用 Au...
本文报道了一种用于实时经皮生物传感的微创电化学生物传感器。该传感器以导电微针贴片为载体，在微针表面通过层层自组装和化学还原构建还原氧化石墨烯负载铂纳米颗粒（Pt/rGO）纳米杂化层，作为过氧化氢（H2O2）电化学检测模块。Pt/rGO 可显著提高微针电极的检测灵敏度，而微针能够以无痛、微创方式穿透角质层，使传感模块进入体内组织间液环...
谷氨酸是中枢神经系统主要兴奋性神经递质，其信号失调与癫痫、胶质瘤等神经病理状态密切相关。现有神经化学探针虽可检测谷氨酸，但难以在脑内多个位点连续、实时地测量谷氨酸动态，限制了对其时空机制的理解。为此，作者开发了一种酶基谷氨酸微生物传感器，采用陶瓷基底铂微电极阵列形式，通过滴涂谷氨酸氧化酶并电沉积m-苯二胺尺寸排阻层，实现多个记录位点...
肉毒神经毒素（BoNT）是强效且潜在生物恐怖剂，暴露风险持续增加。当前金标准小鼠致死试验灵敏度高，但检测时间长；其他方法虽快速，却缺乏实时监测或便携性。本研究开发一种可拉伸生物传感器，用于在亚纳摩尔浓度下检测 BoNT。该传感器采用 p 型通道和电极的场效应晶体管（FET），通道由取向碳纳米管（CNT）层构成，用于检测 BoNT/E...
无创监测细胞在药物处理下分泌蛋白，是药物开发和细胞毒性检测中的关键工具。本文展示了一种表面功能化方法，用于特异性检测细胞释放的蛋白，并构建了集成高灵敏回音壁模式生物传感器（WGMB）与精确微流控控制的平台，实现无标记、实时检测。该平台可实时测量细胞生物标志物释放，具有纳摩尔级灵敏度。表面功能化方法通过生物素—链霉亲和素体系将抗体固定...
尽管细菌检测芯片已有进展，但单一芯片同时满足低检出限、快速响应、高重现性和良好货架寿命仍困难。本文报道一种电响应-热响应（ER-TR）纸基传感器芯片，以滤纸为基底，旋涂聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAm）-石墨烯纳米片（GR）复合层，并通过掩模蒸发制备金互指微电极（IDµE）。该芯片可实时捕获革兰阴性大肠杆菌（E. coli）和...
石英晶体微天平（QCM）已广泛用于实时、无标记生物分子相互作用研究，但其敏感检测仍受限于表面固定容量不足。本研究采用不同分子量（100、500 和 2000 kDa）的葡聚糖，在金传感器芯片表面成功制备了三维羧甲基葡聚糖（3D carboxymethyl dextran）涂层。为评估该三维表面的固定容量，作者利用 QCM 生物传感器...
实时检测物质使用是优化行为干预、预防药物滥用的关键。传统自报或尿液筛查存在回忆偏倚、报告失真或检测时间窗受限等问题，难以支持及时干预。本文提出一种基于可穿戴生物传感器数据流的实时药物使用事件检测方法。该方法以交感神经活动替代标志物为输入，利用滑动窗口技术处理连续数据流，并采用基于距离的异常检测模型识别药物使用事件。研究重点在于确定实...
大麻素受体与其他G蛋白偶联受体（GPCR）一样，可通过多条相关信号通路传递信号。近年来，遗传编码、可转染的cAMP生物传感器使监测GPCR介导的cAMP信号显著简化。转染这些传感器的细胞系可被连续监测，从而以前所未有的细节分析受体介导的信号过程。本文描述一种可转染生物传感器方案，该传感器通过生物发光共振能量转移（BRET）报告细胞内...
神经元膜两侧 K+ 浓度梯度决定静息电位与兴奋性。神经传递过程中，K+ 经通道外流会降低胞内 K+ 并升高胞外 K+，但其变化幅度尚不明确。本研究构建了修饰 K+ 特异性 DNA 适配体的多并联硅纳米线场效应晶体管（aptamer/SiNW-FET），用于实时检测培养皮层神经元的 K+ 外流。该传感器对 K+ 的结合常数为 (2.1...
呼吸道病毒（如流感、副流感、呼吸道合胞病毒、冠状病毒、中东呼吸综合征冠状病毒和寨卡病毒）感染是全球重大公共卫生威胁。尽管已有多种基于RNA扩增的诊断方法，但临床使用仍受速度、灵敏度和特异性不足的限制。本文报道一种等温、无标记、一步式RNA扩增/检测系统iROAD，用于呼吸道疾病诊断。该系统将一步等温RNA扩增方法与生物光学传感器耦合...
本研究将生物层干涉（BLI）技术与酶联适配体竞争结合法相结合，建立了一种实时、超灵敏、快速定量检测海洋生物毒素河鲀毒素（palytoxin, PTX）的方法。以辣根过氧化物酶（HRP）标记的DNA适配体作为生物识别受体，与固定在传感器表面的PTX进行竞争性结合；随后将形成的PTX-HRP-适配体复合物浸入3,3'-二氨基联苯胺（DA...
快速检测目标细菌对保障食品安全和预防食源性疾病至关重要。本文报道了一种用于在复杂食品工业过程水中鉴定和定量大肠杆菌（Escherichia coli，E. coli，作为模型指示菌）的光学生物传感器。该传感器基于纳米结构氧化多孔硅（PSi）薄膜，并在其表面功能化抗 E. coli 特异性抗体。将传感器直接暴露于新鲜切配果蔬加工线采集...
本文报道了一种基于微接触分子印迹的高灵敏、高选择性电容生物传感器，用于胰蛋白酶（trypsin）的无标记、实时、快速检测。以胰蛋白酶为模板制备胰蛋白酶印迹（trypsin-MIP）电容金电极，在 1.0×10^-13–1.0×10^-7 M 标准胰蛋白酶水溶液中实现检测，检出限为 3.0×10^-13 M。通过单独和竞争方式加入糜蛋...