草酸水平升高与肾结石形成风险增加相关，并可导致肾衰竭；血液中高浓度草酸还与心血管疾病有关，因此需要经济、快速地检测和定量草酸。氧化铜纳米粒子（CuO NPs）因本征颜色变化、成本低和易合成而成为比色纳米传感器。本文以对乙酰氨基酚为介导剂，通过新方法合成 CuO NPs，并用多种光谱和形貌技术表征。紫外-可见光谱在 225 nm 的表...
肾脏损伤分子-1（KIM-1）是一种I型跨膜糖蛋白，由于其在急性肾损伤时尿液水平发生波动，是检测肾损伤的潜在生物标志物。本研究首次采用石英音叉（QTF）工作电极开发电化学免疫传感器，用于检测KIM-1生物标志物。金尖QTF电极表面用11-巯基十一烷酸（11-MUA）修饰形成自组装单分子层（SAM）。为构建生物传感器，对制备参数进行了...
挥发性有机化合物（VOCs）是反映病理生理过程的代谢副产物，已作为非侵入性生物标志物用于疾病鉴别。尽管VOCs在肿瘤研究中应用广泛，其在其他常见公共卫生疾病中的诊断潜力仍待探索。本研究为概念验证，将基于VOCs的检测应用于糖尿病肾病（DKD），以区分DKD与其他肾病综合征（NS）。作者利用金属氧化物半导体分析135名经肾活检确诊参与...
结核病仍是全球重大健康挑战，快速、便携、灵敏且准确的诊断方法尤为关键。痰培养是结核诊断金标准，但耗时长且依赖高级实验室。本文提出一种快速、便携、低成本的光纤传感器，用于检测患者尿液中的结核生物标志物脂阿拉伯甘露聚糖（LAM）。该传感方法基于相位偏移腔环下光谱（PS-CRDS），在由两个光纤布拉格光栅构成的光纤腔中，将锥形光纤熔接于腔...
准确诊断尿路感染（UTI）对提高治疗率、降低感染扩散风险及预防死亡具有重要意义。本研究旨在评估现有及正在开发的UTI诊断技术，并对多数已获美国食品药品监督管理局（FDA）批准的方法按性能水平进行排序。研究纳入16种UTI检测技术，采用模糊偏好排序组织方法（F-PROMETHEE）分析分析效率、结果时间、特异性、灵敏度、阳性预测值和阴...
阿片类药物危机已成为全球公共卫生问题，近年来合成阿片类药物尤其是非法芬太尼成为过量死亡的主要驱动因素。迫切需要一种高灵敏、便携且低成本的检测工具，以快速判断芬太尼的存在及其相对威胁。本研究开发了一种基于半导体富集（sc-）单壁碳纳米管（SWCNT）的场效应晶体管（FET）生物传感器，并通过去甲芬太尼（norfentanyl）抗体对其...
人血清白蛋白（HSA）浓度异常与临床肾脏疾病状态密切相关，常见于尿液、血清等体液。表面应力生物传感器作为新型蛋白浓度检测平台具有广泛临床应用，但仍需进一步提高灵敏度。本文成功构建了基于磁场、电场和表面应力场耦合的 MXene/PDMS/Fe3O4/PDMS 多层异质膜生物传感器（MHBios），通过磁敏化实现高灵敏度 HSA 检测。...
羟氯喹（HCQ）因用于疟疾、风湿性关节炎、系统性红斑狼疮及早期SARS-CoV-2预防而需求激增，患者用药监测需求迫切。本文开发了一种基于氧化还原氨基酸编码荧光蛋白的电化学生物传感器，用于灵敏、选择性检测HCQ。该传感器利用遗传编码的3,4-二羟基-L-苯丙氨酸（DOPA）修饰绿色荧光蛋白（GFP DOPA, GD），DOPA残基可...
钾离子（K+）在体液中的准确测定对健康监测和疾病诊断具有重要意义。基于DNA G-四联体（GQ）与特异性荧光探针硫黄素T（ThT）的无标记生物传感器是K+检测的简便方法之一，但通常灵敏度不足。本研究发现，在低浓度下，K+可与ThT竞争结合由寡核苷酸形成的双分子GQ或四分子GQ，使ThT荧光发射随K+浓度升高而降低。基于该竞争性结合机...
尿液前列腺素E2（PGE2）已被证实可作为尿路感染（UTI）的诊断与预后生物标志物。本文报道了一种新型无标记电液电容器生物传感器，用于在5 min内、<60 μL尿液样本中快速检测PGE2，以支持家庭UTI管理。该传感器基于高特异性单克隆PGE2抗体的亲和捕获，采用非法拉第电化学阻抗谱（EIS）和Mott-Schottky（MS）方...
在临床与家庭诊断中，准确测定生物样品中代谢物浓度具有重要意义。本文报道了一种基于纳米孔的生物传感器及自动化数据分析方法，可在不到1分钟内对人尿中硫胺素（维生素B1）进行定量，且无需重新校准。该传感器采用Cytolysin A（ClyA-AS）蛋白纳米孔，并在孔内装载工程化周质硫胺素结合蛋白TbpA。为实现快速测量，作者通过重设计硫胺...
本文提出一种基于电化学沉积铜基金属有机框架（Cu-MOF）薄膜的电化学生物传感器，用于金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）的双重检测。该传感层具有良好的电子导电性和增强的电子转移性能，一方面可通过细菌上清中特异性分泌的微球菌核酸酶（MNase）识别 S. aureus，另一方面可通过适配...
本文提出一种便携式无线尿液检测系统，用于检测尿液白蛋白/肌酐比值（UACR）。系统由低功耗电化学读出专用集成电路（ASIC）和基于2,2'-偶氮双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)与碳纳米管（ABTS-CNT）的生物传感器组成。ASIC包含恒电位仪、数字电路和电源管理电路，可驱动双通道丝网印刷碳电极（SPCE）执行计时电流法（CA）和循...
本研究开发了一种便携式生物传感器，用于检测β-人绒毛膜促性腺激素（β-hCG）。β-hCG广泛用于妊娠检测，也是宫外孕的重要生物标志物。该传感器采用扩展栅极设计的电双层场效应晶体管（EDL-FET）生物传感器，通过施加偏压并测量漏极电流信号实现检测。金电极表面经抗β-hCG抗体功能化，用于捕获β-hCG蛋白；荧光成像技术用于确认表面...
本文报道一种基于相变材料 Ge2Sb2Te5（GST）的可调红外超材料生物传感器，工作波段为 1.5–1.65 μm。GST 可随温度在非晶态 aGST 与晶态 cGST 之间转变，从而改变光学常数并实现传感响应可调。作者设计了立方和圆柱形金谐振器阵列（UC1–UC3），以 aGST/cGST 为基底，利用有限元方法模拟不同浓度血红...
本文提出将纸基竞争免疫层析与近场通信（NFC）标签相结合，用于无线测定尿液中的可替宁。葡萄糖氧化酶（GOx）标记的可替宁抗体特异性结合样品中的游离可替宁，未被占据的抗体则结合在侧流试纸条检测线上的牛血清白蛋白-可替宁（BSA-cotinine）上。试纸条上的GOx及辅助垫中的GOx在葡萄糖存在下催化产生过氧化氢（H2O2），促使修饰...
尿中岩藻糖（fucose）作为癌症标志物的定量常规检测有助于癌症初步筛查。安培生物传感法具有简单、快速、精确的优点，但尿中共存的抗坏血酸（AA）、多巴胺（DA）和尿酸（UA）等电活性干扰物会妨碍准确测量。本研究开发了一种不受上述干扰影响的安培 L-岩藻糖生物传感器，其利用来自 Coprinopsis cinerea 的吡咯喹啉醌（P...
基于局域表面等离子共振（LSPR）的比色传感器因其在生物传感器和化学传感器中的应用而受到关注。LSPR 的独特光学效应源于贵金属纳米结构（如金、银、铝）及其周围环境的折射率；当纳米材料结构或环境改变时，其光学性质发生变化，可通过光谱技术或肉眼观察。基于比色探针的 LSPR 可提供简单、快速、实时、无标记且灵敏的生物化学检测，适用于即...
微小RNA-21（miRNA-21）是与癌症、心血管疾病和肾脏疾病等密切相关的生物标志物，其检测对疾病诊断具有重要意义。本研究报道了一种基于个人血糖仪（PGM）的简便、高灵敏 miRNA-21 检测方法。将连接蔗糖酶（invertase, Inv）的生物素化 DNA 链偶联到链霉亲和素包被磁珠（MBs）表面，形成 MBs–DNA–I...
本研究利用二维层状纳米材料Ti3C2TX（MXene）固定肌氨酸氧化酶（SOx），构建了一种纳米结构电化学生物传感器，并首次用于尿液中前列腺癌潜在生物标志物肌氨酸（sarcosine，N-甲基甘氨酸）的检测。通过原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对MXene及其与壳聚糖复合材料的形貌和结构进行了表征。电化学测量、SEM...