2019年12月爆发的新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，随着毒力增强和确诊病例增加，对全球公共卫生构成严重威胁，因此亟需准确诊断以快速控制病毒传播。环介导等温扩增（LAMP）是一种新型分子生物学技术，具有操作简便、快速、低成本、高灵敏度和高特异性等优点。过去两年，新冠疫情暴发和病毒株持续变异对病原体...
血红蛋白是贫血、镰状细胞病、地中海贫血等疾病诊断与预后的重要生物标志物。本文报道一种一次性、基于智能手机比色分析的全血血红蛋白检测装置。该生物传感器采用一次性微流控芯片，由医用胶带和滤纸在玻璃片上构建，并配合自制聚二甲基硅氧烷（PDMS）微泵增强毛细流动，实现可控采血与液体输送。血液流经芯片后，将玻璃片放入定制3D打印手机夹中，利用...
卵巢肿瘤/癌症威胁全球女性健康，需要高性能检测方法和准确策略以有效检测、诊断和治疗。本文报道了一种纳米氧化石墨烯颗粒功能化微流控荧光生物传感器，用于同时检测卵巢肿瘤/癌症诊断中的四种生物标志物 CA125、HE4、CEA 和 AFP。所开发传感器具有良好的选择性和较宽的标志物检测范围，CA125 检出限为 0.01 U/mL，HE4...
本文首次报道了一种整体混合溶胶-凝胶光流平台的制备与表征。该平台通过标准光刻工艺，将微流控生物传感器平台与光学波导集成于同一基底，并采用光响应混合溶胶-凝胶材料作为波导、传感区和微流控器件的统一制造材料。该材料由可光聚合有机改性硅烷和过渡金属配合物组成，经优化后同时满足光刻所需的光响应性能以及532 nm和633 nm微结构波导有效...
本文报道了一种新型、低成本、高灵敏的微波微流控葡萄糖生物传感器，其核心为开路枝节谐振器，用于表征水葡萄糖溶液。传感器制备于 FR4 基板上，其中一个枝节尖端涂覆葡萄糖分子印迹聚合物（MIP），以提高对葡萄糖的选择性，并增强相对于未涂覆或非印迹聚合物（NIP）涂覆传感器的灵敏度。当 50–400 mg/dL 的葡萄糖溶液经微流控通道流...
被动与主动微流控芯片被广泛用于生物医学和化学应用，以支持流体混合、颗粒操控和信号检测。被动微流控器件依赖几何结构，应用范围相对有限。主动微流控器件包含传感器或检测器，可将化学、生物和物理变化转换为电学或光学信号；它们也是用于生物医学应用中检测生物与化学变化的换能器件，是疾病诊断和器官建模中高度通用的微流控工具。本综述全面概述了微流控...
近年来，核酸因可作为金属离子的选择性受体而受到广泛关注。通过系统进化指数富集（SELEX）筛选适配体，可灵活调整序列并构建新型检测机制，便于引入纳米材料以增强光学或电化学信号，从而获得极低检出限和快速响应。核酸生物传感器还具有低能耗、易修饰、稳定性好和可再生等优点，适合作为全自动便携式微流控器件中的检测元件。本综述总结了核酸在环境监...
全球 SARS-CoV-2 感染表明，快速且极高灵敏度的核酸检测对人类至关重要。多年来，聚合酶链式反应（PCR）主要用于 SARS-CoV-2 检测，但提高检测定量能力并缩短运行时间对当前和未来发展很重要。本文报道了一种快速检测方案，将核酸扩增与高效荧光生物传感器相结合，该传感器由全介质超表面和微流控透明芯片组成。概念验证实验表明，...
提高基于阻抗细胞计数的生物传感器性能是临床与诊断领域的重要研究课题。在传感器开发过程中，器件设计与外部条件虽经严格优化，但信号质量与数据解释通常仍需进一步改进，才能获得灵敏且准确的产品。常见做法是在样品分析后进行数字信号处理，但现有方法往往难以带来有意义的信号改善，原因之一是对信号处理函数的选择与使用缺乏系统实验研究，许多选择仅基于...
星形胶质细胞是大脑中主要细胞类型之一，在维持神经元能量供应和代谢物稳态中起关键作用，其葡萄糖摄取与乳酸产生是重要的可观测代谢行为。为建立可规模化且功能可靠的体外星形胶质细胞模型，本研究比较了人诱导多能干细胞来源星形胶质细胞（hiAstrocytes）与人胎儿星形胶质细胞（HFAs）的葡萄糖和乳酸代谢周转。在相同定义培养基条件下，作者...
基于受体的生物传感器性能常受分析物扩散限制，导致检测时间过长，或因非特异性结合噪声而降低特异性与灵敏度。交流电动力学及其对生物传感的影响是近年研究热点，可通过电致热效应、电渗或介电泳（DEP）改善分析物传质。已有工作表明，借助这些技术提高传质，可将灵敏度提升并缩短检测时间达数量级。要在真实样品和实际基质中实现高灵敏度，避免非特异性结...
纳米技术平台制备的制剂可促进治疗药物递送，与游离药物相比具有生物相容性好、非炎症、治疗输出高、可生物降解、低毒等优势。由于传统药物递送至肿瘤组织存在固有缺陷，研究者发展了多种基于纳米技术的策略。卵巢癌是死亡率较高的妇科恶性肿瘤，其高复发率和诊断延迟是主要问题。现有纳米医学综述多关注其他癌症，本综述聚焦卵巢癌靶向治疗与诊断中的纳米药物...
近十年来，溶解氧浓度检测主要存在安培法（Clark电极）与光学法（卟啉金属配合物磷光猝灭）两条技术路线，二者各有明显优缺点。在生物传感器开发中，这种竞争尤为突出，但由于多数研究仅采用单一检测方式，难以进行公正比较。为此，本文构建了一种微流控系统，将Clark电极与光学氧传感器置于同一微体积内，对吸附于复合材料上的酿酒酵母（Sacch...
本文是一篇关于植物生理学生物成像工具的观点/综述文章。作者指出，细胞生物学研究需要从器官、组织、细胞到分子尺度解析植物发育与胁迫响应，生物成像工具可分为“硬”显微镜和“软”生物传感器/探针。文章综述了光片荧光显微镜（LSFM）、多样品成像腔室（MAGIC）、植物组织三维分割软件PlantSeg、自动延时成像、傅里叶变换红外成像、电子...
前列腺癌（PC）诊断在全球范围内仍具挑战，现有工具包括数字直肠检查（DRE）、经直肠超声（TRUS）、灰阶超声（GSU）、PET/CT、MRI和活检，虽有助于检测，但均存在明显局限。生物传感器制备相对简单，不需要成像技术所需的尖端设备，其中即时检测（POC）生物传感器因便携、方便、低成本和快速操作而尤为重要。本文综述前列腺癌常用诊断...
本文报道了一种基于仿生材料的微流控微波生物传感器，用于定量检测葡萄糖并监测血糖水平。该传感器由带缺陷地结构（DGS）的三环微带贴片天线与可固定样品体积的仿生微流控装置集成构成，以葡萄糖水溶液为检测对象，检测范围为50–500 mg/dL。葡萄糖溶液与贴片表面电磁场相互作用后，其介电常数变化会改变天线等效电路参数，引起谐振频率和反射系...
本文报道一种光流控器件，利用光散射力和梯度力在具有300 nm厚薄膜的微通道中捕获颗粒。片上波导将光导入微流控捕获通道，辐射压力将颗粒推入凸起腔，使其与液流隔离。论文提出两种设计：正交力设计仅使用光散射力进行粒子操控；梯度力设计同时使用光散射力和光梯度力。作者对两种设计的捕获性能进行了建模，并给出典型工作条件下的捕获效率：正交力设计...
数字生物传感检测技术相较于传统生物传感系统具有显著优势，能够实现单分子检测与绝对定量。与传统低丰度生物标志物筛查不同，数字生物传感系统将反应体积显著降低至飞升至纳升级别，从而大幅减少试剂消耗，提高反应速度和通量，并实现高灵敏度及单靶标检测。本综述系统介绍了当前用于反应分室化的技术，包括微滴微阵列、微孔阵列、微结构阵列和微流控装置，并...
循环肿瘤细胞（CTCs）是癌症诊断的重要生物标志物。尽管已有多种器件用于从血液中检测、计数和分离CTCs，但部分方法存在需要标记、流程时间长和成本高等缺点。本文提出一种基于“芯片上流体空化（HCOC）”概念的微流控器件，可在数分钟内检测CTCs。其工作原理依赖于不同工作流体通过微流控器件时空化起始所需入口压力的差异；固/悬浮颗粒、液...
本综述总结无标记白细胞识别与功能表征方法及新型单细胞技术的现状。相比经典方法，无标记表征可避免细胞标记改变其行为，从而减少处理时间和试剂成本，支持即时诊断，并允许对检测细胞进行下游应用；同时可实时监测动力学过程，弥补传统结构表征的不足。综述重点为单细胞表征，尤其表面敏感技术。近期进展强调小细胞群体和单个细胞在健康与疾病中的重要性，单...