Fabrication of a Urea Biosensor for Real-Time Dynamic Fluid Measurement.
本研究报道了一种用于流动条件下实时动态监测尿素浓度的便携式电化学生物传感器。针对慢性肾病和腹膜透析患者需要连续监测尿素的需求，作者将固定脲酶的多孔丝素蛋白膜安装于聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控腔中，并与经氨基化处理的丝网印刷碳电极组成传感单元，整体封装于3D打印外壳内。样品在蠕动泵驱动下以恒定流速通过传感器，脲酶催化尿素水解，产生...
Study of inflammatory factors' effect on the endothelial barrier using piezoelectric biosensor.
本文使用压电生物传感器研究炎症因子导致的人脐静脉内皮细胞（HUVEC）单层屏障功能障碍。研究者在 ITO 工作电极表面制备了生物相容导电聚合物膜 pPy[pGlu]-pLys，用于改善内皮细胞与电极之间的界面。电化学阻抗分析数据和传感器频率位移的稳定平台阶段均表明，内皮细胞能够在该聚合物表面形成良好的单层屏障。脂多糖（LPS）和组胺...
Real-time analysis of cleavage and religation activity of human topoisomerase 1 based on ternary fluorescence resonance energy transfer DNA substrate.
人拓扑异构酶1B（hTop1）是一种普遍存在且必需的酶，通过松弛超螺旋DNA的拓扑状态支持DNA复制、转录等基本代谢过程。其催化循环包括DNA切割与再连接两个步骤。本研究开发了一种基于连接三个荧光团的自杀DNA底物的三元荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，用于同时监测hTop1的切割和再连接催化功能。荧光团标记不改变酶对DNA底...
Impedance biosensor for real-time monitoring and prediction of thrombotic individual profile in flowing blood.
本文报道了一种用于实时分析血栓形成的新型生物传感器。快速、准确地监测个体血栓风险是心血管诊断和止血性疾病治疗中的关键挑战。传统方法通常在体外实验结束后用共聚焦显微镜估计血栓体积，无法提供流动全血中血小板粘附和聚集的动态行为信息。该装置可独立工作，也可与显微镜系统集成；在全血灌注过程中，实时获取荧光标记血小板的图像，同时在一对特制金微...
Monitoring of bacterial film formation and its breakdown with an angular-based surface plasmon resonance biosensor.
细菌生物膜是医疗环境中感染的重要原因。表面等离子共振（SPR）生物传感器不仅可用于检测生物分子和表征生物材料，也可用于监测细菌膜形成。本文报道了一种角度型 SPR 生物传感器用于实时监测细菌生长、生物膜形成及不同清洁剂作用下生物膜去除的概念验证研究。该自制 SPR 仪器可同时记录临界角和共振角，从而提供常规强度型 SPR 系统难以获...
Twin-layer biosensor for real-time monitoring of alkane metabolism.
胞内代谢传感器可用于高效筛选和优化微生物细胞工厂，尤其便于直接获取代谢途径动力学与瓶颈信息。本文开发了一种双层生物传感器，使其同时在两个层面工作：一是通过转录因子介导的烷烃感应，二是通过酶与代谢物的相互作用，从而揭示烷烃代谢的动态过程。该传感器可根据细胞背景用于监测烷烃降解或烷烃合成。烷烃由位于天然烷烃诱导启动子 PalkM 下的绿...
Zooming In on Plant Hormone Analysis: Tissue- and Cell-Specific Approaches.
植物激素是一类天然存在、低丰度且高生物活性的有机信号分子，调控植物生长发育与胁迫响应。由于其在不同器官、组织、细胞类型及亚细胞区室中的分布具有高度时空动态性，完整解析植物激素分布仍具挑战。过去十年，质谱技术尤其是气相色谱/液相色谱-串联质谱（GC/LC-MS/MS）和高分辨质谱的发展，使植物激素及其代谢物在组织、细胞乃至亚细胞水平的...
A wearable chemical-electrophysiological hybrid biosensing system for real-time health and fitness monitoring.
柔性可穿戴传感设备能够连续、实时、非侵入地获取人体生理信息，但现有设计多只监测少量物理或电生理参数，忽略了汗液等生物标志物提供的丰富化学信息。本文提出一种贴肤式化学–电生理混合可穿戴传感系统，可在同一柔性基底上同时实时监测生化指标乳酸和电生理信号心电图，从而提供更全面的健身与健康监测。该系统由三电极安培式乳酸生物传感器和双极心电图电...
Disposable self-support paper-based multi-anode microbial fuel cell (PMMFC) integrated with power management system (PMS) as the real time "shock" biosensor for wastewater.
本文开发了一种纸基多阳极微生物燃料电池（PMMFC）并集成电源管理系统（PMS），作为一次性、自支撑的实时“冲击”生物传感器用于废水监测。在批式反应器中，PMMFC对六价铬、次氯酸盐和乙酸盐三类冲击及其不同浓度表现出可区分的响应。与碳布基微生物燃料电池相比，PMMFC的功率输出提高4倍，表明纸基阳极有利于细菌附着和电子转移。在冲击条...
Real-time monitoring of 3D cell culture using a 3D capacitance biosensor.
三维（3D）细胞培养因更接近生理环境而受到关注，但传统二维成像和细胞传感器难以实时监测3D培养中的细胞行为。本文报道了一种由垂直排列电极对组成的3D电容细胞传感器。将表达绿色荧光蛋白的人乳腺癌细胞（GFP-MCF-7）封装于海藻酸钠水凝胶中，并在3D培养系统中培养时，通过测量电容变化，可非侵入、实时监测不同高度处的细胞增殖和凋亡。此...
Utilizing an Ingestible Biosensor to Assess Real-Time Medication Adherence.
药物依从性监测长期依赖患者自报、药房续方、电子药瓶和药片计数等间接指标。本文描述一种可吞咽生物传感器系统，其核心为附着射频识别（RFID）标签的明胶胶囊。胶囊吞服后在胃酸中溶解，释放研究药物并激活 RFID 标签，使其向佩戴式中继设备发射唯一信号；中继设备将带时间戳的消息无线传输至符合 HIPAA 要求的云端服务器，从而作为药物摄入...
Lab-on-a-bird: biophysical monitoring of flying birds.
鸟类代谢与其活动和环境精细耦合，因此鸟类系统研究有助于理解生物体对环境变化的响应。然而，现有鸟类生理监测手段难以在飞行过程中实时测量关键代谢物。本研究提出一种可植入式生物传感器系统，用于在飞行等多种活动中连续监测鸟类尿酸水平。该系统由针式酶学生物传感器和轻量化两电极电位计组成：前者用于组织间液中尿酸的安培检测，后者驱动传感器、读取输...
Biosensor-based real-time monitoring of paracetamol photocatalytic degradation.
本文首次报道了一种用于光催化降解过程在线、实时监测的生物传感器集成方案。研究以对乙酰氨基酚作为模型分子，因为该药物使用广泛，并经常出现在环境水体中。所开发的生物传感器基于将酪氨酸酶固定在可光交联的聚乙烯醇聚合物中。该传感器被置于一个计算机控制的流动系统内，而该流动系统安装在含有二氧化钛（TiO2）作为光催化剂的光催化反应器旁边。实验...
New approach for natural products screening by real-time monitoring of hemoglobin hydrolysis using quartz crystal microbalance.
红细胞释放的血红蛋白（Hb）是多种吸血寄生虫的主要营养来源。天冬氨酸蛋白酶组织蛋白酶D（cathepsin D, CatD）是一种血红蛋白酶，参与Hb降解过程，是化学干预的潜在靶点。然而，传统研究Hb降解的酶学检测多采用分光光度法，无法实时监测，且易受复杂样品中吸光或荧光干扰。本文报道了一种基于石英晶体微天平（QCM）的生物传感器，...
Real-time monitoring of mycobacterium genomic DNA with target-primed rolling circle amplification by a Au nanoparticle-embedded SPR biosensor.
本研究开发了一种基于目标引物滚环扩增（RCA）的表面等离子共振（SPR）DNA生物传感器阵列，用于等温、快速检测结核分枝杆菌复合群（MTBC）和鸟分枝杆菌复合群（MAC）两种致病分枝杆菌。针对16S–23S rRNA基因内部转录间隔区（ITS）设计种特异性锁探针（PLP）。PLP与目标序列杂交后经连接环化，目标序列可作为引物启动RC...
Real-time QCM-D monitoring of cancer cell death early events in a dynamic context.
近年来，全细胞声学传感在监测细胞骨架对形态调节剂响应方面受到关注。本文展示石英晶体微天平带耗散（QCM-D）技术实时检测程序性细胞死亡过程中细胞-基底界面最早形态变化的潜力。人乳腺癌细胞MCF-7生长在胎牛血清蛋白包被的金传感器表面，并置于连续介质流动的动态条件下。通过监测频率漂移和耗散漂移，追踪细胞暴露于已知凋亡诱导剂丝裂霉素（s...
Meeting report: 3(rd) Meeting of the Biosensor Workgroup of the GDR2588.
本文是法国生物传感器工作组（GDR2588）第三次会议的会议报告。作者指出，探索活体生物过程的复杂性极具挑战，而荧光报告分子和生物传感器的发展为在生理环境中实时追踪特定生物活动开辟了新途径。目前，细胞内钙离子、环磷酸腺苷等信号分子的变化、ATP水平波动、氧化还原代谢物生成、酶激活动态、基因表达调控以及蛋白转位等过程，均可在细胞、组织...
A high sensitivity MEA probe for measuring real time rat brain glucose flux.
本文报道一种基于MEMS工艺制备的植入式多电极阵列(MEA)葡萄糖生物传感器，用于实时监测大鼠脑细胞外液葡萄糖通量。探针在SOI晶圆上制造，含4根可穿透脑组织的微杆和16个直径15 μm的铂记录位点；葡萄糖氧化酶(GOx)通过戊二醛交联固定于Pt表面，葡萄糖氧化产生H2O2，在+700 mV下被Pt电极安培检测。为降低脑内电活性干扰...
Real-time measurement of quorum-sensing signal autoinducer 3OC6HSL by a FRET-based nanosensor.
群体感应（QS）参与发光、抗生素产生和生物膜形成等重要生物学过程。自诱导物N-(3-氧代己酰基)-L-高丝氨酸内酯（3OC6HSL）在费氏弧菌（Vibrio fischeri）的QS系统中起关键作用，实时追踪3OC6HSL对研究QS信号转导具有重要意义。传统检测主要依赖细菌报告菌株和高性能液相色谱（HPLC），存在耗时长、灵敏度低等...
Electrochemical tattoo biosensors for real-time noninvasive lactate monitoring in human perspiration.
本工作报道了首个在运动过程中利用柔性印刷临时转移纹身电化学生物传感器对人体汗液乳酸进行实时非侵入检测的实例。该传感器可贴合佩戴者皮肤。新型皮肤佩戴酶生物传感器对乳酸具有化学选择性，线性范围可达20 mM，并表现出对表皮佩戴中持续机械变形的韧性。该器件成功应用于人体受试者，在长时间骑行运动中实时连续监测汗液乳酸动态。所得时间乳酸曲线反...