Optical Image Sensors for Smart Analytical Chemiluminescence Biosensors.
光学生物传感器已成为分析生物化学中检测多种生物分子的重要工具，具有高灵敏度和高特异性。本文综述了光学生物传感器与微流控技术集成方面的进展，构建了可在现场快速、高效、微型化分析的芯片实验室（LOC）平台。这些平台利用化学发光（CL）和电化学发光（ECL）等光学现象，实现对分析物的实时检测与定量，适用于医学诊断、环境监测和食品安全。文章...
Recent advances in portable devices for environmental monitoring applications.
环境污染仍是重大社会问题，人类活动导致污染物在空气、水和土壤中累积，对生态系统和人体健康造成严重影响。传统分析技术设备昂贵、体积大、操作复杂，难以在资源有限地区开展现场监测。随着生物传感器与微流控技术发展，环境监测在分析时间、成本、便携性和易用性方面显著提升。本综述系统介绍便携式环境监测设备的基础原理，重点讨论酶基、免疫分析和分子识...
Unpacking the packaged optical fiber bio-sensors: understanding the obstacle for biomedical application.
生物传感器是检测临床相关分析物的有前景工具。光纤作为生物传感器的换能元件，具有成本低、生物相容性好、不受电磁干扰、尺寸微小等优点，可集成到微流控芯片并用于体内应用。近年来，光纤生物传感器数量快速增长，已用于从小分子到完整细胞等多种分析物检测。然而，其广泛应用受到限制，原因之一是缺乏适合实际应用的封装方案。要将光纤生物传感器转化为临床...
SERS biosensors for liquid biopsy towards cancer diagnosis by detection of various circulating biomarkers: current progress and perspectives.
液体活检已成为癌症诊断中一种有前景的无创策略，可检测循环肿瘤细胞（CTCs）、循环肿瘤核酸（ctNAs）、循环肿瘤来源小细胞外囊泡（sEVs）及循环蛋白等多种循环生物标志物。表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器为这些标志物提供了高灵敏、高特异的检测方法，推动了液体活检的发展。本综述系统总结了基于SERS的生物传感器在癌症诊断液体活...
Forty years of advances in optical biosensors-are "autonomous" biosensors in our future?
光学生物传感器在过去40年间至少经历了三种不同系统架构的演进：从“样品进、答案出”的台式/便携式检测系统，到将完整光学生物传感器嵌入样品内部，再到仅将识别模块嵌入样品、由外部光学设备对识别模块进行光学检测。本文作为趋势性综述，概述了这三种系统架构的演化过程，并讨论它们如何被应用于解决多种场景中的测量难题。文章还提出第四种潜在架构——...
Biosensor-Enhanced Organ-on-a-Chip Models for Investigating Glioblastoma Tumor Microenvironment Dynamics.
胶质母细胞瘤（GBM）是一种侵袭性原发脑肿瘤，其动态且复杂的肿瘤微环境（TME）使诊断和治疗面临重大挑战。本综述系统探讨了生物传感器增强型器官芯片（OOC）模型在研究 GBM 肿瘤微环境动态中的创新应用。近年来，将生物传感器整合到 OOC 平台中，可在受控微环境中实时监测和分析细胞行为，弥补传统体外和体内模型难以准确模拟 GBM 进...
PCR Independent Strategy-Based Biosensors for RNA Detection.
RNA是重要的信息与功能分子，参与生命过程调控、基因表达与遗传信息传递，其检测在疾病诊断、医学研究、遗传工程等领域应用广泛。目前RNA检测的金标准仍是逆转录定量PCR（RT-qPCR），但该方法操作复杂、成本较高，并依赖专业技术人员和大型仪器，难以快速应用于现场检测。无PCR（PCR-free）技术因成本低、操作简便、无需大型仪器，...
Portable, and ultrasensitive HR-HPV tests based on nucleic acid biosensors.
宫颈癌是全球女性第三大常见癌症，高危人乳头瘤病毒（HR-HPV）持续感染是其主要病因。由于HR-HPV感染可反复发生，准确筛查对防控至关重要。常用聚合酶链反应（PCR）受专业设备和人员限制，因此亟需便捷、超灵敏的HR-HPV检测方法。基于核酸扩增的生物传感器具有灵敏度高、操作快速、便携等优点，有助于农村和偏远地区即时检测。本综述总结...
Advancing 3D printed microfluidics with computational methods for sweat analysis.
汗液中含有蛋白质、脂质、碳水化合物、囊泡和核酸等复杂生物标志物，其水平与血液中的对应指标密切相关，因此汗液采样已成为无创健康监测与诊断的重要方向。现有汗液分析平台虽已存在，但便携性、低成本、易制造和快速周转仍是关键需求。3D打印微流控器件因可集成多功能模块、具有柔性、生物相容性、可控封闭环境和低样本量等优势，成为汗液分析的有前景系统...
Hybrid Impedimetric Biosensors for Express Protein Markers Detection.
阻抗生物传感器是研究和监测与蛋白相关生物过程的重要工具，可促进疾病诊断与治疗新方法的开发。本文综述了用于生物流体中快速蛋白检测的混合阻抗生物传感器的基本原理、分析方法和应用。该类传感器通过测量生物识别元件与目标蛋白结合后电化学阻抗的变化实现无标记检测，具有操作简便、分析快速、灵敏度和选择性较好、成本低廉，以及可集成到混合微流控系统等...
The synergy of nucleic acid amplification and miniaturized systems in enhancing liquid biopsy applications.
本文是一篇评论，探讨核酸扩增技术与微型化分析系统在液体活检中的协同作用及其对临床诊断的推动作用。作者回顾了微纳加工、快速原型制造和注塑成型等微流控芯片制备技术，以及玻璃、硅、PDMS、PMMA、聚碳酸酯、环烯烃共聚物、水凝胶、导电聚合物和纸基材料等新型材料的发展。文章重点讨论PCR与等温核酸扩增（如LAMP、RCA）在循环肿瘤DNA...
Automation and Computerization of (Bio)sensing Systems.
传感系统需要自动化，以减少人工操作、提高重现性并实现远程传感。本文作为视角文章，重点介绍具有自动化要素的不同类型传感系统，包括基于流动注射分析（FIA）和顺序注射分析（SIA）、微流控、机器人技术以及面向特定现实问题的其他原型系统。最后讨论计算机技术在传感系统中的作用。自动化的流动注射和顺序注射技术可提供精确高效的样品处理与可靠结果...
A perspective on computer vision in biosensing.
计算机视觉已成为生物传感领域的有力工具，有助于开发用于分析和解释生物数据的创新、精准系统。这种跨学科方法利用计算机视觉算法和技术，从医学诊断、环境监测和食品健康等多种生物传感应用中提取有价值信息。尽管经过多年发展，该领域仍有较大提升空间。本文展望了计算机视觉如何应用于生物传感器的原始传感数据，并阐述其对生物传感应用的优势。随后讨论该...
Real-Time Biosensing Bacteria and Virus with Quartz Crystal Microbalance: Recent Advances, Opportunities, and Challenges.
病原体的连续监测在环境、医疗和食品工业中具有重要应用。石英晶体微天平（QCM）是一种基于压电效应测量表面附着质量的实时检测技术，因灵敏度高、检测速度快，在细菌和病毒早期感染诊断与疾病进程追踪中受到关注。本综述首先概述 QCM 生物传感方法的工作原理、常用识别元件及其局限性，随后总结 QCM 用于病原检测的代表性实例，重点讨论微流控磁...
Microfluidic preparation of optical sensors for biomedical applications.
光学生物传感器是将生物信息转换为可检测光学信号的平台，因高灵敏度、高特异性、动态传感等特性在多个领域具有广泛应用。光学传感材料的开发是光学传感器的重要组成部分。本综述重点阐述微流控技术在光学传感材料制备中的作用，以及所得光学传感器在生物医学领域的应用。文章首先介绍常见的光学传感机制及相关功能响应材料，包括表面等离子共振（SPR）、表...
Sheathless inertial particle focusing methods within microfluidic devices: a review.
在微尺度流体环境中操控和聚焦颗粒，对推进生物、化学和医学研究至关重要。精确且高通量的粒子聚焦是细胞计数、生物分子检测、样品分选以及增强生物传感器功能等应用的关键前提。主动聚焦和鞘液辅助聚焦方法虽然准确，但需要引入外部能量场或额外鞘液流；被动聚焦方法则利用流体固有动力学，在无外部驱动条件下实现高通量聚焦。本综述系统分析无鞘液惯性聚焦策...
A concise overview of advancements in ultrasensitive biosensor development.
电化学生物传感已发展为一种多样且强大的方法，可用于检测和分析从小分子到大分子等多种生物实体。由于电化学技术与纳米材料、生物识别元件及微流控的集成显著提升了灵敏度、选择性和便携性，电化学生物传感器在医疗、环境监测和食品安全等领域具有广泛应用前景。本综述系统讨论了电化学传感器领域，比较了多种用于突破检出限并实现小型化的策略，并评估了电位...
Emerging open-channel droplet arrays for biosensing.
开放通道微滴阵列因微型化、并行化、高通量、简单和易获取等优势，在生化分析、生物流体监测、生物标志物识别和细胞相互作用等领域受到广泛关注。此类微滴阵列通过物理或化学方式将微升/纳升级液滴锚定在开放界面，不仅能提高生物传感器的灵敏度和准确性，而且无需复杂设备或繁琐流程，在下一代微型化传感平台中展现出巨大潜力。本综述总结了开放通道微滴阵列...
Application of Biosensors in Detecting Breast Cancer Metastasis.
乳腺癌因全球发病率高而备受关注，约90%的乳腺癌死亡归因于肿瘤转移，因此早期诊断乳腺癌转移对降低死亡率具有重要意义。生物传感器因使用简便、便携和可实时分析等优势，在转移性乳腺癌早期检测中发挥关键作用。本综述主要描述基于生物标志物和细胞特征检测乳腺癌转移的各类传感器，包括电化学、光学和微流控芯片传感器，并详细比较其性能。文章还阐述了乳...
Evaluating Hyperbolic Dispersion Materials for Cancer Detection.
当前生物传感器在临床诊断中的应用受到限制，因为检测低分子量分析物（尤其是血液、尿液和唾液等复杂体液）所需的高特异性不足，且对非特异性结合的抑制能力有限。超双曲色散材料（HMMs）可提供备受关注的无标记检测与定量技术，有望解决低至10^-5 M浓度量级的灵敏度问题。本综述详细讨论了HMM的设计策略，并比较了传统等离子体技术在构建高灵敏...