随着对低成本单平台、超微流体体积下生物流体实时分析与采样的需求不断增长，本研究开发了一种微流控传感器，采用增材制造技术制备，用于多巴胺（DA）检测。作者构建了将铅笔石墨电极（PGE）集成到三维（3D）打印微流控注射器型器件（μSyringe）中的生物传感系统，采用安培法监测DA电氧化引起的电流变化。传感信号在DA定量限0.1 nM至...
单色反射测量是一种敏感且稳健的光学生物传感器检测方法，适用于生物分析。它基于反射单色光的干涉，且无需标记。本文提出一种基于 Berner 等人 2016 年专利技术的新型单色反射测量装置。通过倾斜微镜区域，可将分析通道和参考通道的光反射信号编码到特定载波频率，其幅度与局部反射成正比，因此单个光电二极管即可同时采集两个通道信号。两个经...
当前前列腺癌诊断方法具有侵入性且对侵袭性病变特异性不足，易导致过度诊断和治疗。尿液生物标志物结合生物传感装置有望提供快速、准确且非侵入的前列腺癌诊断。本研究于2021年5月系统检索PubMed/Medline、Embase和Web of Science，纳入2007年1月至2021年3月报道的、在前列腺癌患者尿液样本中测试的传感器结...
骨关节炎（OA）是一种常见且致残的年龄相关性关节退行性疾病，是老年人疼痛和功能障碍的主要原因。一旦关节损伤形成，目前尚无治愈方法，因此迫切需要早期检测和干预。诊疗一体化（theranostics）将治疗与诊断结合，是 OA 管理的有前景策略，但 OA 诊疗一体化仍处于起步阶段。首先需要满足三个基本需求：i）用于疾病发病机制研究和药物...
用于食源性和水源性病原微生物敏感、特异性检测的生物传感器，因其便携、易用、成本相对较低以及实时或近实时响应而受到重视，其应用已广泛分布于环境监测等多个领域。当前已开发生物传感器的主要局限在于在复杂基质中灵敏度和特异性不足。鉴于生物传感器开发日益受到关注，本研究按照PRISMA指南开展系统综述，检索2010年1月至2019年12月期间...
生物传感器是将生物信号转换为可观测响应的分析工具，可用于严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）感染的早期检测。其通过靶向病毒抗原评估临床进展，提供感染严重程度和关键趋势信息，并具备现场、快速、高灵敏等特点，可在医院、机场等人员密集场所进行筛查。微流控与纳米技术是发展生物传感器技术的重要基础。近年来，由于高选择性、简便、...
结核病（TB）是由结核分枝杆菌引起的主要全球性传染病，常累及肺部，早期诊断和治疗对控制疫情至关重要。干扰素-γ（IFN-γ）是机体抗感染免疫应答中的细胞因子，可作为结核病的宿主生物标志物。目前常用的抗体法检测包括酶联免疫吸附试验（ELISA）和干扰素-γ释放试验（IGRA），但存在耗时长、灵敏度不足以及难以区分结核病不同阶段等缺点。...
癌症对人类健康构成严重威胁，早期诊断对及时预防与有效治疗至关重要。外泌体因具有独特的生理和病理功能，能够反映肿瘤微环境信息，并在肿瘤发生与进展中发挥重要作用，已成为无创早期癌症诊断中极具吸引力的生物标志物。生物传感器凭借操作简便、实时读出、灵敏度高和特异性突出等优势，在外泌体检测中受到广泛关注，显示出在癌症早期诊断中的潜在医学应用价...
个性化抗感染治疗要求抗生素浓度始终处于最佳治疗窗内，以最大化疗效、减少副作用并避免剂量不足诱导耐药。然而，个体化方案需要频繁采样以调整血药浓度。为将治疗药物监测（TDM）更好地融入临床流程，抗生素浓度既可通过即时检测（POCT）在血液中测定，也可依赖无创采样。本文报道了一种基于微流控芯片的通用生物传感器平台，采用无抗体、高灵敏度的β...
生物传感器在推动诊断走向现场化和去中心化方面发挥核心作用。亲和生物传感器是重要类别，依赖目标分析物与抗体、核酸或其他受体之间的特异性结合产生可测量信号，广泛应用于临床诊断、药物分析和免疫学等领域。实际样品中目标物常处于低丰度且基质复杂，传统亲和传感器主要依靠分析物随机扩散与电极表面生物识别元件结合，过程可能需要数小时甚至数天，不利于...
全细胞体系具有明确的生物学相关性，且与动物实验相比成本更低，因此发展了多种细胞基筛选平台，包括细胞基检测、细胞基微流控、细胞基生物传感器和细胞基色谱，以应对药物发现中的高失败率、靶点可药性不足以及筛选过程缺乏体内生物学背景等挑战。本综述系统总结了细胞基筛选方法的最新进展，比较了不同平台在药物候选物筛选、毒性评价、信号通路分析和天然产...
谷氨酸（GLU）和γ-氨基丁酸（GABA）是脑内信号传递的关键神经递质，癫痫、阿尔茨海默病、帕金森病和创伤性脑损伤等脑疾病常与亚秒至秒级 GLU-GABA 稳态失衡相关。现有方法通常只能在体外同时检测这两种神经递质。本文报道一种可植入脑组织的硅基多功能生物传感器微阵列探针，用于实时、亚秒级同时检测 GLU 和 GABA，并具备优异的...
本研究报道了一种无标记、快速且可实时识别生长因子（GF）的生物传感器。生长因子参与细胞分裂、组织增殖及多种疾病过程，其快速检测具有重要医学意义。该传感器基于剪切水平表面声波（SH-SAW）免疫传感器与微流控芯片的集成，在动态流动模式下检测GF样品。作者采用两种多克隆抗体分别构建针对神经营养因子-3（NT-3）和成纤维细胞生长因子-2...
本文提出一种用于即时检测（POC）人C反应蛋白（CRP）的快速、高稳定导模共振（GMR）光流体生物传感系统。该系统采用低成本LED作为光源，经500–550 nm带通滤光片和偏振分束器将光分为TM与TE偏振分量：TM光斜入射GMR芯片用于传感，TE光由另一光电探测器采集作为背景信号，用于补偿LED强度漂移和环境噪声。通过加权差分双模...
本文综述了拉曼散射技术在生物传感器领域的新前景与机遇。拉曼散射源于非弹性光散射，散射光频率变化对应分子振动，可提供化合物化学指纹及生物分子结构与功能信息。自发拉曼散射信号弱，且易受瑞利散射干扰，因此发展了共振拉曼光谱（RRS）、相干反斯托克斯拉曼光谱（CARS）、受激拉曼光谱（SRS）以及表面增强拉曼光谱（SERS）等增强技术。SE...
生物标志物检测对疾病诊断和治疗至关重要。传统血样检测依赖中心实验室，导致结果等待时间长、成本增加并影响患者预后。床旁检测平台可快速测量生物标志物、扩展检测地点，并通过集成与自动化减少手工步骤，但许多系统侧重样品检测而非同样重要的样品制备。本文提出一种完全集成且自动化的“样品到答案”电化学生物传感平台，涵盖从采血、样品制备、检测操作到...
食品过敏已严重影响部分人群生活质量甚至危及生命，目前尚无有效治愈手段，避免摄入含过敏原食品仍是预防过敏疾病最有效方式，因此亟需开发快速、准确、灵敏且可靠的食品过敏原检测方法。适配体是通过系统进化配体指数富集（SELEX）筛选得到的寡核苷酸序列，能以高特异性和选择性结合多种靶标，并可结合不同换能技术构建多种适配体传感器。近年来，随着新...
酶工程的核心瓶颈在于高通量检测酶产物形成。本文提出一种通用且可扩展的代谢生物传感策略，将宿主细胞自身的代谢网络作为生物传感器，用于推断嵌入其中的酶是否产生目标产物。由于不同产物在合成过程中消耗不同的中心代谢物，酶活性的差异会以独特方式扰动宿主代谢组，并可通过质谱进行测量。作者将该策略与打印液滴微流控和 MALDI-MS 成像结合，对...
蛋白质检测对医学研究和疾病诊断具有重要意义。本文报道了一种基于液晶放大光流谐振器的超灵敏生物传感器，用于低浓度蛋白质分子的检测。该设计利用固定在微腔内表面的蛋白质分子削弱取向层的垂直锚定力，从而扰动液晶取向。作者构建了基于回音壁模式（WGM）的液晶放大光流谐振器传感平台，以光谱波长漂移作为传感参数。微泡结构为液晶提供了高Q因子、稳定...
前体梯度同源物2（AGR2）是多种癌症的潜在生物标志物。在胰腺癌中，癌前病变可将其分泌至胰液，因此灵敏检测AGR2对胰腺癌及其他癌症的早期诊断具有重要价值。本文报道了一种基于纳米结构多孔硅薄膜的无标记AGR2适配体传感器，并通过加速目标传质和降低系统噪声来提高灵敏度。传感器以阳极氧化多孔硅Fabry-Pérot薄膜为光学换能器，表面...