口腔疾病全球高发，需要早期诊断和持续监测。传统诊断方法常具侵入性、耗时长且难以实时评估，因此生物传感器技术被用于床旁检测。全细胞生物传感器以活细胞作为传感元件，可响应炎症介质、细菌毒素、代谢产物和肿瘤相关生物标志物。本叙述性综述通过PubMed、Scopus、Web of Science和Google Scholar检索，总结全细胞...
微流控芯片技术又称芯片实验室，通过最小样本量实现复杂诊断检测的微型化、自动化和快速处理，已深刻改变临床检验医学。近年来，芯片设计、制造方法（包括3D打印、模块化和柔性基底）以及生物传感器集成的进展，显著提升了器件性能、灵敏度和临床适用性。先进生物传感器的集成可实现循环肿瘤细胞、核酸和外泌体的实时检测，支持癌症诊断、感染病检测、即时检...
阿尔茨海默病（AD）是一种以β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块沉积和过度磷酸化tau蛋白形成神经原纤维缠结为特征的神经退行性疾病，最终导致认知功能下降和神经元丢失。目前临床评估、神经影像检查和脑脊液生物标志物检测等诊断方法存在敏感性与特异性不足、操作复杂、成本较高等问题。近年来，AD诊断技术取得重要进展，包括基于血液的Aβ和tau蛋白检测、...
微流控技术因能在生物医学、化学和医学中实现小样本、快速、集成化分析而受到广泛关注。随着微电子技术与材料科学的发展，微流控器件在结构设计和功能集成方面取得显著进展。多孔结构作为不连续介质，其特殊流体流动现象为开发新型微流控芯片提供了独特途径。本文首先介绍不同材料多孔结构的制备方法，包括PDMS、PMMA、滤纸、水凝胶和织物等材料的软刻...
随着核酸检测在物种鉴定、即时检测、临床诊断、食品安全和法医等领域中的作用日益增强，快速现场检测方法的需求不断增长。核酸检测通常包括样本制备、扩增和检测三个步骤。本综述系统介绍了芯片上实现上述三步的最新进展及其原理。样本制备进一步分为细胞裂解和核酸纯化，并讨论将两步集成于单一芯片的方法。扩增部分涵盖基于PCR和等温扩增的芯片研究，并选...
长期以来，人们希望实现生物化合物的连续、实时、在线监测。体内电化学生物传感器技术显著推动了生物化合物检测的发展。本文将现有体内电化学检测技术归纳为微透析（MD）和微电极（ME）两大类，并系统总结与讨论了电极表面寿命、抗污染能力、线性范围、同时检测与分析的实例数量、传感器组成与性能特征。文章还比较了微透析-薄层电化学流池、微透析-微流...
肿瘤转移是全球癌症发病和死亡的主要原因之一。在肿瘤转移过程中，循环肿瘤细胞（CTCs）的分离与分析对癌症患者的早期诊断和预后评估具有重要意义。由于CTCs在血液中含量稀少且具有固有异质性，迫切需要可靠的CTCs分离与检测方法，以从CTCs中获取肿瘤转移和进展的有价值信息。微流控技术因成本低、操作简便、试剂消耗少、系统微型化、检测快速...
乳腺癌是女性发病率最高的恶性肿瘤，早期筛查有助于改善治疗效果。现有乳腺钼靶、超声和MRI等诊断手段依赖昂贵设备、专业人员与专家判读，成本较高。肿瘤标志物能够反映肿瘤存在与进展，其检测可辅助乳腺癌诊疗。传统标志物检测方法存在灵敏度不足、设备昂贵和操作复杂等缺点。生物传感器兼具高灵敏度、操作简便、设备成本低和可定量检测各类肿瘤标志物等优...
肺部疾病（如感染、哮喘、肺癌和肺纤维化）对全球人类健康构成严重威胁。传统二维细胞模型和动物模型难以模拟人肺特有的生理与病理特征。近十年来，基于三维结构的人体器官芯片（organ-on-a-chip, OOC）平台迅速发展，其中肺芯片（lung-on-a-chip, LOC）能够再现肺泡-毛细血管界面、呼吸运动、组织-组织界面及上皮-...
电学阻抗生物传感器与微流控器件结合，可在单细胞尺度对基础生物学过程进行高通量分析。这类专用分析工具能够以高灵敏度评估药物有效性与毒性，并在单细胞水平表征生物功能。由于可测量参数取决于单细胞捕获方法，相关技术发展最终决定传感器效率与性能。识别单细胞捕获技术的最新趋势，可为新结构设计和与其他技术组合带来机会，从而推动更先进应用，提高对目...
由食源性或环境病原微生物引起的多种疾病持续威胁公共卫生和全球经济。为预防病原微生物感染，必须定期对食品和环境中的微生物进行检测。然而，大多数传统检测方法昂贵、耗时，且在缺乏精密仪器和受过训练操作人员的情况下难以实际应用。即时检测（POCT）可在采样现场快速检测微生物，并大幅提高微生物检测效率。芯片实验室（LOC）是一种新兴的POCT...
外泌体是亲代细胞释放的蛋白质、核酸和脂质等生物分子的载体，在生理和病理过程中发挥重要作用。疾病状态下释放的外泌体形态通常相似，但其内容物随疾病类型或分期改变，因此外泌体被视为肿瘤诊断和预后的重要生物标志物来源。作为天然递送载体，外泌体可保护所载物质免受免疫清除，并通过膜融合将货物递送至其他细胞。在细胞或外泌体水平进行遗传编辑后，外泌...
牙周炎是一种由遗传、宿主-微生物组和环境因素共同驱动的复杂慢性炎症性疾病，可导致牙支持组织破坏和牙齿缺失。全球疾病负担研究显示，重度牙周炎是最常见的慢性炎症状态之一。目前牙周科的诊断和预后体系尚未充分验证，早期诊断和干预可阻止多数患者病情进展，而可改变风险因素控制不佳会导致治疗反应差和复发。牙齿或种植体表面微生物生物膜引发的慢性免疫...
近年来，液滴微流控系统被广泛用于多种生物化学与分子生物学检测。与传统生物分析方法相比，该平台能够处理大量数据，并可提供绝对定量准确性，因此过去十年间，许多基础生化与分子生物学操作已转移到液滴微流控形式。本综述介绍液滴微流控技术在生化与分子生物学研究中的最新进展和实例，涵盖基因组学、蛋白质组学和细胞组学，并全面讨论其在不同应用中的优势...
电化学生物传感器及相关实验室芯片装置是医学诊断、食品安全、环境保护、过程控制、废水处理及生命科学发现研究等需要快速现场结果时的首选分析系统，典型例子是糖尿病患者使用的葡萄糖传感器。当前研究聚焦于开发这些应用领域中针对特定分析物的传感器，并解决可商业化产品设计前必须克服的挑战，通常包括降低检出限、将样品前处理集成到装置中从而直接在样品...
尽管3D打印技术相对较新，低成本3D打印已影响人类生活的许多方面。3D打印机被用作制造工具，可制备从诊断设备到植入物再到外部假体的多种装置。由于操作简便、3D设计软件普及且成本低廉，3D打印已成为许多生物分析实验室可及的制造与加工工具。3D打印机可打印具有不同密度、光学特性、强度和化学性质的材料，为用户提供大量策略选择。本综述聚焦于...
液体活检是一种通过患者体液样本微创获取疾病动态信息的方法，在癌症诊断、预后和监测中日益受到重视。尽管许多技术已在研究实验室中开发并验证，但将其拓展至临床场景和床旁检测仍是重要方向。本文系统讨论并评价用于循环肿瘤细胞（CTC）、外泌体（exosome）和循环肿瘤核酸（ctNA）捕获、检测与分析的微芯片技术。此类集成系统可将原本多步、手...
精神疾病领域反复出现科学发现难以转化为新药的问题，已引发危机并削弱了药物研发信心。本综述阐述当前及未来由生物标志物应用驱动的创新如何重新推动该领域研究。这将积极影响精神病学，使高灵敏度和高特异性的生化检测与传统问卷并行使用，从而改善诊断。此外，新兴生物传感器工具的应用将通过融合生化数据与临床数据促进即时检测。这样，患者数据将包括既往...
内毒素又称热原，是化学上为脂多糖，通常存在于食品、环境和细菌来源临床产品中的不可避免且普遍存在的微生物污染物。其污染的有害问题导致高死亡率和严重发病率。标准传统技术缓慢繁琐，凸显迫切需要敏捷的内毒素检测系统。内毒素的早期和及时检测在医疗、药理学和生物医学领域具有首要重要性。LAL生物传感器无与伦比的识别能力，加上卓越的灵敏度、高稳定...
生物传感器是由生物识别元件与换能器组成的传感装置，可将样品中分析物的定量信息转换为电化学、光学、质量或其他信号。微流控芯片是一种具有显著优势的微型化分析平台，可实现低试剂消耗、低样品用量、低成本和快速分析。将生物传感器与微流控芯片结合，可提升分析能力并拓展应用范围。本文综述了近年来微流控芯片上生物传感器的研究进展，重点讨论其工作原理...