肌酐是评估肾功能及尿毒症早期筛查的重要生物标志物，但传统肌酐检测设备多依赖外部电源且体积较大，限制了其在日常健康监测中的普及。本文报道了一种基于酶修饰氧化锌（ZnO）纳米线压电-酶反应耦合效应的自供电生物传感器，用于实时检测汗液中的肌酐浓度。该器件以ZnO纳米线作为压电换能层，表面修饰肌酐酶、肌酐酶和肌氨酸氧化酶，在机械激励下产生压...
病原菌抗菌药物耐药性（AMR）上升已成为人类和兽医医学的全球威胁。除抗生素外，抗菌肽（AMPs）可作为抑制细菌（包括耐药病原菌）在不同表面生长的替代策略。生物膜形成始于细菌黏附，使针对细菌细胞的抗生素面临额外挑战。本研究旨在建立一种实时方法，利用创新热传感器监测 AMPs 对（a）细菌黏附到定义基底和（b）生物膜形成的抑制作用。作者...
目标控制输注麻醉通过微处理器基于群体药代动力学和患者生物特征估计丙泊酚输注率，以维持稳定血药浓度，但无法直接测量血中药物水平。本研究开发并验证一种可实时检测和量化血液中丙泊酚的电化学生物传感器，并构建智能静脉导管平台，用于全静脉麻醉闭环给药。平台包括生物传感器导管原型、信号检测与显示模块以及驱动电子软件。传感器在静态和流动体系中经循...
金属纳米粒子与金属有机框架的结合因具有协同催化能力而受到关注。本文开发了一种新型三元纳米复合材料，即 Cu2O 介导 Au 纳米粒子（Au NPs）生长在二维 MIL-53(Fe) 上，用于实时监测活细胞释放的过氧化氢（H2O2）。首先通过氧化还原组装技术制备 Cu2O-MIL-53(Fe)，为 AuCl4− 提供生长模板和活性位点...
本文报道了一种用于实时监测生理流体流动的便携式尿素生物传感器。针对戊二醛（GA）作为双官能交联剂易聚合、醛基不稳定及胺-醛反应可逆等问题，作者采用双琥珀酰亚胺交联剂将脲酶固定化于多孔聚四氟乙烯（PTFE）固体支撑上，比较了双琥珀酰亚胺戊二酸酯（DSG）、双琥珀酰亚胺辛二酸酯（DSS）和双-N-琥珀酰亚胺五乙二醇酯（BS(PEG)5）...
本文旨在展示利用二维阻抗谱（2D EIS）在CMOS生物传感器微电极阵列上识别细菌生物膜生长区域。作者设计并应用了一种新型多通道阻抗谱仪器，可与CMOS微电极阵列平台集成，提供1 Hz至100 kHz宽频率范围，支持可调刺激电压，并能够以每秒一次的频率对整个阻抗传感器阵列进行测量，从而实现对生物膜生长的实时二维空间与时间评估。相邻传...
传统电化学生物传感器通常依赖 Ag/AgCl 或 Hg/Hg2Cl2 等金属/盐参比电极控制电位，但这类电极体积大、难以微型化、会泄漏电解质并随时间漂移，不适合植入式器件。本文报道一种全酶基实时葡萄糖监测系统，由葡萄糖脱氢酶（GDH）传感电极和漆酶（LAC）酶参比电极组成。传感电极通过直接电子转移催化葡萄糖氧化，其开路电位随葡萄糖浓...
基于细胞的生物传感器是生物技术中的关键工具，近年来因减少动物实验以及高通量、低成本体外筛选平台在环境诊断、生物医学诊断、药物开发和毒理学中的需求而重要性不断提升。电化学/电子细胞生物传感器能够以非侵入、无标记方式长期实时监测细胞生理状态，并具有自动化和并行化潜力，但普遍存在需要表面修饰以保证细胞粘附、与光学检测兼容性有限、以及依赖频...
本文综述2018年发表的水、废水和地下水监测、采样与自动化分析相关文献。随着分析能力、传感技术、计算能力和数据存储的发展，实时、高频和原位监测取得进展，但采样和分析过程中仍存在污染、组成变化、回收率低、分离效率差、干扰、分辨率不足、选择性不足以及自动分析中假阳性和假阴性等限制。文章依次介绍样品制备与提取技术，包括固相萃取、固相微萃取...
沉积物膨胀与缺氧水体沉积物中黑水团的发生密切相关。实时监测沉积物膨胀通常费时且技术困难，尤其在动态环境中需要记录沉积物高度随时间的变化。本研究开发了一种垂直分布多阳极沉积物微生物燃料电池（SMFC）生物传感器，用于监测沉积物高度变化。基于SMFC原理，当阳极埋入沉积物时，系统输出电压升高。结果表明，阳极埋入沉积物后，传感器输出电压可...
DNA聚合酶催化DNA复制，是细胞分裂的关键步骤，实时监测该反应对理解DNA-酶相互作用及诊断、药物筛选具有重要意义。本文报道了一种基于局域表面等离子共振（LSPR）的无标记微流控生物传感器平台，用于实时检测DNA聚合酶反应。该芯片将聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控通道与纳米等离子体基底键合，基底由密集排列的蘑菇状纳米结构组成，包括...
谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统最重要的兴奋性神经递质之一，在神经信号转导中起关键作用，并与卒中、精神分裂症、阿尔茨海默病和帕金森病等多种神经疾病相关。目前尚缺乏有效方法特异性检测原代培养神经元释放的谷氨酸。本文报道了一种基于还原氧化石墨烯（RGO）的场效应晶体管（FET）生物传感器，其表面通过1-芘丁酸琥珀酰亚胺酯（PASE）连接子固...
微生理系统（MPS，器官芯片）可模拟人体器官功能，是发现可转化生物标志物、药物和再生疗法的重要技术。由于MPS需要复杂微尺度解剖结构和异质细胞群，其可重复、标准化制造与运行仍是主要挑战。本文作为展望，评估MPS监测的三个阶段：过程、发育和功能，并讨论所需传感器的独特特征与剩余技术挑战。MPS监测需要非破坏性、连续生物传感器和成像技术...
本研究开发了一种基于自组装单分子层（SAM）固定葡萄糖氧化酶（GOx）的电化学生物传感器，用于实时监测鱼类应激。以往无线血糖生物传感器中，GOx 在电极表面固定不均匀，导致高血糖浓度范围内响应下降。作者将 GOx 通过 3-巯基丙酸（MPA）SAM 和 EDC/NHS 活化共价固定于铂铱（Pt-Ir）工作电极表面，并在传感器表面涂覆...
本研究报道一种用于实时毒性监测的环境生物传感器，利用微生物燃料电池（MFC）对电子供体和受体浓度变化的高敏感性。实验室测试中，该传感器对矿山岩排水总重金属浓度变化表现出快速响应，具有可接受的重复性，决定系数 R2 为 0.95–0.97。传感器响应归因于重金属对电活性微生物活性的干扰。对阳极电活性生物膜进行生物分子分析发现，暴露于重...
本文报道了一种基于二硫化钼（MoS2）/还原氧化石墨烯（RGO）构建的可靠且高灵敏过氧化氢（H2O2）场效应晶体管（FET）传感器。作者采用简单的液相超声剥离法制备MoS2纳米片，并在预先制备的RGO基FET器件上滴铸组装MoS2，形成MoS2/RGO FET传感器。该传感器对H2O2表现出超高灵敏度和快速实时响应，检出限可达1 p...
本研究开发了一种基于光学通信的实时鱼应激可视化生物传感器系统。该系统以血糖作为鱼应激指标，利用葡萄糖氧化酶电化学传感器在鱼自由游动状态下连续测量葡萄糖浓度。针对现有无线系统需将数据传至计算机后才能判断应激水平、存在延迟的问题，作者将葡萄糖传感器输出的电流信号转换为电压信号，并依据预设阈值驱动红、黄、绿三色 LED 即时显示应激等级；...
现有研究指出，娱乐性药物过量会造成严重社会与经济后果，而法医毒理学中的非法药物检测常因样本制备耗时长和主观判断而延迟。为此，作者开发了一种基于腕戴式生物传感器自动检测阿片类药物摄入的方法。该系统利用 Q-sensor（Affectiva）连续采集皮肤电活动（EDA）、皮肤温度和三维加速度数据，适用于家庭与医院场景。研究采用监督学习，...
本文报道了一种基于紫外光引发巯基–烯偶联（TEC）反应的硅基生物传感器共价生物功能化方案。该方案利用三(2-羧乙基)膦（TCEP）在铰链区还原抗体获得含游离巯基的半抗体（hIgG），并将其共价固定于经乙烯基活化的绝缘体上硅（SOI）纳米光子传感芯片表面。传感芯片包含光子带隙（PBG）结构，其光谱边缘位置对周围介质折射率变化敏感。研究...
γ-氨基丁酸（GABA）是维持正常脑功能的关键抑制性神经递质，参与神经可塑性、信息处理和网络同步；其水平异常与多种脑疾病相关。由于 GABA 非电活性，实时检测困难，现有微透析-高效液相色谱（HPLC）方法体积大，不适合连续实时监测。本文报道一种基于铂微电极阵列（Pt MEA）的 GABA 微传感器阵列探针，包含分别修饰谷氨酸氧化酶...