本研究开发了一种灵敏且稳健、具有实时电化学读出的生物传感系统，用于检测癌胚抗原（CEA）。CEA是胰腺癌、乳腺癌和结肠癌等多种癌症的常见标志物，在医疗操作过程中实时检测CEA可为进一步手术干预提供关键决策依据。作者将CEA作为模板，修饰在具有亲水自组装单分子层（SAM）的金表面（均方根粗糙度约3–4 nm）上，该金表面位于开路电位网...
本研究开发了一种基于HepG2细胞和Love Wave传感器的新型生物传感器，用于实时、灵敏地检测腹泻性贝类中毒（DSP）毒素奥拉毒素（OA）。作者设计了可拆卸的Love Wave传感单元和微型化8通道记录仪器，便于实验制备与响应信号测量。Love Wave传感器以ST切石英为基底，同步频率约160 MHz。将HepG2细胞作为传感...
超氧阴离子（SOA）是活性氧（ROS）家族成员，参与多种生理和病理过程；骨骼肌收缩活动和疲劳时 SOA 生成增加，因此需要选择性、准确定量检测其释放。本文报道了一种基于商用微型丝网印刷电极构建的细胞色素 c 功能化 SOA 生物传感器的制备与表征。该电极条的工作电极和对电极镀有金微球，参比电极为银；工作电极还可进一步修饰约 1 μm...
海洋毒素由浮游生物产生，可通过食物链在贝类和鱼类中富集，对人类健康造成严重危害。因此，开发快速、高效的海洋毒素检测方法具有重要意义。本研究提出一种用于快速检测石房蛤毒素（okadaic acid, OA）的实时 Love Wave 生物传感器，并以 HepG2 细胞系作为传感元件。结果表明，该基于细胞的生物传感器能够实时反映 OA ...
前列腺特异性抗原（PSA）是前列腺癌早期筛查和治疗后复发监测的重要生物标志物。本研究开发了一种基于微接触PSA印迹（PSA-MIP）的电容生物传感器芯片，用于实时、高灵敏、高选择性地检测PSA。PSA-MIP电极以甲基丙烯酸（MAA）为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂，经紫外聚合制备；同时制备固定抗PSA抗体（A...
随着自然杀伤（NK）细胞疗法用于肿瘤治疗，亟需检测细胞死亡早期事件的新工具。作者将蛋白酶可裂解荧光素酶生物传感器技术应用于人 NK 细胞识别肿瘤细胞的活细胞体系，评估穿孔素依赖性与非依赖性死亡通路。通过 Fc 受体和 NK 激活受体介导的细胞间信号，15 分钟内即可测得荧光素酶信号。除已报道的半胱天冬酶可裂解传感器外，作者开发了颗粒...
动态监测 microRNA（miRNA）与 DNA 的杂交过程对阐明多种生物学过程至关重要，但传统方法因预先扩增靶标而难以捕捉该动态事件。本研究建立了一种无扩增、实时监测 miRNA-DNA 杂交的策略，将双链特异性核酸酶（DSN）触发信号放大与还原氧化石墨烯（rGO）促进单链 DNA 探针固定相结合。DSN 介导的 miRNA 识...
本文报道了一种无标记、实时的纳米孔传感方法，用于检测炭疽毒素组分——炭疽致死因子（anthrax lethal factor, aLF）的特征DNA片段。该方法以未标记互补单链DNA（cDNA）为分子探针，在工程化α-溶血素（αHL, M113F）蛋白纳米孔中监测目标aLF DNA与探针杂交形成的双链DNA转位事件。由于双链DNA在...
II组和III组代谢型谷氨酸受体（mGluR）是G蛋白偶联受体（GPCR），通过激活Gai/o抑制腺苷酸环化酶。本研究旨在建立一种通用方法，克服在稳定转染体系中一致测量II组和III组mGluR激活的困难。作者在稳定转染GloSensor cAMP生物传感器的中国仓鼠卵巢（CHO）细胞中优化条件，实现简单且高重现（<5% S.E.M...
本文报道了一种基于巨磁阻（GMR）生物传感器与DNA化学的新型二价汞离子（Hg2+）检测策略。该体系利用GMR传感器高灵敏、可实时读出的特点，以及胸腺嘧啶-胸腺嘧啶（T-T）错配对Hg2+的高选择性识别能力。检测时，先将氨基标记捕获DNA固定于GMR芯片表面，再加入含T-T错配的生物素标记DNA；在Hg2+存在下，形成T-Hg2+-...
本文报道了一种由IGZO（铟镓锌氧化物）薄膜晶体管（TFT）和扩展传感垫构成的生物传感器。TFT作为感应与读出器件，传感垫用于隔离生物溶液与晶体管沟道并增大感应面积。器件先通过ZnO纳米棒修饰传感垫，以增加表面积并吸引EGFR（表皮生长因子受体）抗体所带电荷，再固定EGFR抗体实现特异性识别。该传感器可在来自鳞状细胞癌（SCC）的0...
本文报道一种磁阻传感器平台，用于实时检测 DNA 靶标中的点突变，具体检测人类 β-珠蛋白基因两个位点的单核苷酸多态性。该传感器采用差分平面霍尔效应桥（dPHEB）几何结构，通过比较传感区与局部集成负参考区上结合的磁性微珠数量差异产生信号。磁性微珠由传感器偏置电流产生的自磁场磁化，无需外加磁场。传感器集成于带温度控制的微流控系统中，...
实时检测酶活性可能是获得生物样品定量分析最简单且可靠的方式。本文报道了一种新型DNA生物传感器，可在简单、高通量和实时格式中检测潜在抗癌药物靶点酪氨酸-DNA磷酸二酯酶1（TDP1）的活性。该传感器即使在复杂生物样品如人细胞裂解液中也对TDP1具有特异性，因此未来可用于基础研究以及作为癌症预测工具，快速分析活检等诊断细胞样品。TDP...
本研究制备了一种光纤局域表面等离子共振（FO LSPR）传感器，用于实时无标记免疫检测。传感器以多模光纤端面为基底，采用 Turkevich 法合成球形金纳米颗粒（Au NPs），并通过自组装单分子层（SAM）将其固定于光纤端面。抗体和牛血清白蛋白（BSA）通过物理吸附固定在 Au NPs 表面，BSA 用于封闭非特异性结合位点。该...
本文报道了一种基于光子带隙（photonic bandgap, PBG）结构的抗体检测生物传感器实验结果。该传感器采用基于功率的读出技术：将滤波宽带光源与 PBG 边缘对齐，通过测量输出功率变化间接追踪 PBG 波长移动，从而实时监测抗原探针与目标抗体之间的结合过程，并可即时观察分子相互作用事件。由于读出过程避免使用可调谐激光器和光...
本研究开发了一种基于石英晶体微天平（QCM）生物传感器实时研究哺乳动物细胞表面分子相互作用的新方法。将人表皮样癌细胞系 A-431 和人乳腺腺癌细胞系 MDA-MB-468 固定于聚苯乙烯涂覆的石英晶体表面，并在流动条件下实时监测凝集素 Con A 与细胞表面糖基化配体的结合与解离过程。同时，通过加入单糖竞争剂评估其对凝集素结合的抑...
本文报道了首个能够实时检测金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）的生物传感器。该传感器以单壁碳纳米管（SWCNTs）网络作为离子-电子电位换能器，以抗 S. aureus DNA 适配体作为识别元件，实现无标记电位检测。作者比较了两种适配体功能化策略：一是将 3′-芘基修饰适配体（Pyr-...
本研究基于细胞阻抗生物传感器（CIB）建立了一种用于表征香烟烟雾冷凝物（CSCs）细胞毒性的体外检测方法。与传统终点式细胞毒性检测相比，该方法无需细胞标记，可自动、连续地监测细胞贴附、铺展、增殖和死亡过程，提供整个实验时间内的实时动力学信息，有助于理解细胞对香烟烟雾冷凝物的动态响应并推测其潜在作用机制。时间依赖的细胞反应曲线可用于优...
本文针对实时电化学阻抗生物传感器信号量化中的算法失效问题，提出一种基于先验信号模型约束的状态空间参数估计方法。此前作者报道了无标记实时阻抗生物传感器原型及状态空间估计算法，用于从单频阻抗响应中提取与结合动力学相关的参数。后续实验发现，在真实 DNA 亲和结合信号中，由于强非线性噪声、模型偏差、漂移及低信噪比，原算法会出现负极点、近临...
生物分子的尺寸通常为数纳米，因此用于生物分子识别与检测的器件也应在纳米尺度上工作，才能更准确地理解电子生物分子器件的性能。光学生物传感器是纳米生物分子器件的重要方向，具有直接、实时、无标记检测多种化学和生物物质的潜力，并有望推动光学与生物医学领域的器件制备革命。本文简要综述光学生物传感器的发展、基本架构、生物识别系统、信号转换方法及...