泛素化是维持正常细胞功能的关键通路，其异常可导致细胞功能障碍并引发多种疾病。筛选和开发靶向泛素化级联的小分子抑制剂需要快速、稳健的检测方法。目前检测泛素化的常用技术包括荧光、分光光度、化学发光、核磁共振和放射性示踪，其中 Western blot 最常用，但耗时长且难以用于精细时间过程研究。本文提出利用生物层干涉仪（BLI）实时、快...
组织芯片（TC）又称微生理系统（MPS）或器官芯片（OC/OoC），旨在小尺度模拟人体生理，以提高动物模型的可重复性和人体相关性，并降低费用与伦理成本。然而，现有TC大多采用终点分析，难以在细胞产生特定生物分子时进行实时检测。为此，作者将用于炎症细胞因子的光子生物传感器整合到模型TC中。人支气管上皮细胞在微流控装置中培养，并用脂多糖...
本文提出一种实时无标记侧向偏移熔接无芯光纤马赫-曾德尔干涉仪（LOFMZI）生物传感器，用于检测促炎细胞因子肿瘤坏死因子α（TNF-α）。传感器由单模光纤、无芯光纤和侧向偏移无芯光纤熔接构成，光在侧向偏移无芯光纤与腔体中传播并发生干涉，表面蛋白富集引起有效折射率变化，使干涉谷波长发生红移。疏水蛋白 Grifola frondosa ...
本文提出一种基于电阻和电容的葡萄糖生物传感器，兼具定量、良好线性、温度校准和实时检测优势。其中对称蛇形电阻作为温度传感器，通过增大与葡萄糖溶液的接触面积，使电阻随温度变化，实现对溶液温度的有效监测；交织电容作为生物传感器，与葡萄糖溶液充分接触，使电容随浓度敏感变化，实现高灵敏度监测。器件采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控通道，形成...
蛋白酶在医学、制药和生命科学中具有重要作用，因此需要低成本、可靠且灵敏的实时监测方法来测定蛋白酶活性。本文报道了一种基于重组融合蛋白底物与生物层干涉（BLI）的蛋白酶活性检测新方法，并以人类免疫缺陷病毒1型蛋白酶（HIV-1 PR）作为模型酶进行建立和验证。该方法将重组蛋白底物固定于生物传感器表面，HIV-1 PR 对其特异性切割后...
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...
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...
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...
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...
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...
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，...
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...
生物分子相互作用的灵敏测量在基础生物学、微生物学、环境/农业/生物防御监测、纳米生物技术和诊断等领域具有重要价值。诊断中可通过检测患者样本中目标蛋白或基因组生物标志物的存在、缺失或异常表达来指导治疗；研究中则用于表征分子亲和力与特异性。现有 ELISA、PCR、凝胶电泳和质谱等方法多依赖荧光、放射性或比色标记，存在成本、试剂稳定性、...
电渗流生物传感是一种新技术，本文首次报道用于实时检测的电渗流生物传感器。该无标记传感器基于单壁碳纳米管（SWNTs）—抗体复合物形成的网络，作为“生物半导体”（BSC）。BSC的电导率与抗体—抗原“连接器”在SWNT网络中促进接触的数量直接相关。BSC通过将预功能化的SWNTs—抗体复合物直接固定在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚碳...