食源性病原的早期快速检测对预防食源性疾病暴发至关重要。传统细菌培养法耗时长、操作繁琐且诊断能力有限，因此研究者转向将样品制备、富集与检测集成于微型化装置，以实现高准确度和灵敏度的在线监测。微流控芯片通过简化样品处理与浓缩步骤，可减少人为误差并提高传感准确性；将样品前处理集成到芯片中，可减轻复杂食品基质对病原诊断的干扰并改善检出限。在...
快速检测和鉴定致病微生物是减少传染病传播、指导临床治疗策略的基础。这一需求推动了利用先进纳米材料和纳米技术的增强型生物传感器的发展，使其成为下一代诊断工具。本文首先介绍纳米尺度生物识别元件，包括核酸、抗体及其合成类似物（分子印迹聚合物）。随后讨论多种纳米技术在生物传感器信号换能中的应用，以及导致其在生物传感器系统中性能提升的固有纳米...
本文提出一种用于批量生产电化学纸基分析器件（ePADs）的新方法。该器件完全通过丝网印刷技术制备，由线性微流道和疏水壁组成，疏水壁用稀释的紫外丝网印刷油墨在4号色谱纸上图案化，并印刷碳和/或Ag/AgCl导电油墨构成三电极系统。作者对印刷工艺进行了表征和优化，使每一层仅需一次刮印即可完成图案化。这些ePADs被用作换能器开发葡萄糖生...
本文提出一种由环保、一次性、微型化反向电渗析（RED）贴片供电的电化学发光（ECL）生物传感平台。柔性 RED 贴片由阳离子交换膜（CEM）和阴离子交换膜（AEM）交替堆叠构成，通过选择离子交换膜（IEM）数量和盐浓度比，即可产生 ECL 检测所需电压。作者将 RED 贴片与微流控芯片上的氧化铟锡（ITO）双极电极（BPE）集成，形...
当前癌症诊断方法面临灵敏度低、假阳性率高、肿瘤信息有限、操作不适或侵入性高以及成本高等挑战。液体活检通过分析体液中的循环生物标志物，为上述问题提供了有前景的解决方案。外泌体是细胞分泌的纳米级细胞外囊泡，可稳定存在于各类体液中，并携带DNA、RNA、蛋白质和脂质参与细胞间通讯，在肿瘤发生、进展和转移中发挥重要作用，因此成为液体活检的潜...
本研究开发了一种酶基微型荧光生物传感器，用于检测对氧磷（paraoxon），一种典型的神经毒性有机磷化合物。该传感器以聚乙二醇（PEG）水凝胶微阵列为载体，通过光刻图案化将乙酰胆碱酯酶（AChE）和量子点（QDs）包埋于微结构中。为放大荧光信号，作者将羧基化量子点修饰在二氧化硅包覆银纳米粒子（Ag@Silica）表面，利用金属增强荧...
本文报道了一种基于浮栅晶体管（FGT）架构、化学可调的电子生物传感器，用于食品中麸质（gluten）的定量检测与来源判别。多个 FGT 传感器并行制备，每个传感器表面分别修饰不同的识别基团，以优先结合来自特定谷物来源的麸质蛋白。该传感器阵列能够检测小麦和大麦来源的麸质，检测水平低于无麸质限值 20 ppm（w/w），并通过不同识别元...
本文报道了首个用于创伤性脑损伤（TBI）患者监测的应用专用集成电路（ASIC）。通过同步监测损伤人脑组织的神经生理信号（皮层脑电ECoG）和神经化学信号（葡萄糖、乳酸、钾离子），可检测与TBI不良预后相关的扩散性去极化（SD）。该ASIC采用商用AMS 0.35 µm CMOS工艺制备，面积为7.5 mm²，用于处理由深度或皮层电极...
过去数十年，细胞、核酸分子和蛋白质的研究已从群体测量发展到单实体研究。单实体研究不仅可作为生物学研究工具，用于考察群体中单个实体的异质性，还可作为生物传感工具用于医学诊断，并通过检测单个目标达到极限灵敏度。尽管已报道多种单实体检测技术，本综述聚焦于利用微流控系统将单个目标物理限制在小反应体积中的方法。作者将这些技术分为液滴型、微腔型...
超材料元件或阵列对流体具有敏感响应且占用面积小，因此与微流控技术集成后成为多种传感器件的有吸引力选择。由廉价生物相容材料制成的微通道可避免环境污染，并仅需微升级至纳升级样品即可完成检测。与传统光学、电化学和生物传感系统相比，这类器件具有设计简单、制备容易、原型轻便和可即时测量等优点。喷墨打印柔性传感器在快速发展的可穿戴电子和健康监测...
本综述聚焦于基于纸基检测系统的电化学生物传感。文章讨论了现有二维和三维纸基传感器的不同设计以及制备技术，强调不同传感器设计、不同制备工艺和不同电极修饰方法对获得可靠、可重复读数的影响。多种纳米材料被用于修饰电极表面，以增强后续分析中的信号响应。综述按诊断、环境和食品检测等应用类别对已报道传感器进行分类。纸基电化学传感器的主要优势在于...
即时检测（POC）诊断设备有望在医疗保健中带来福音，尤其用于疾病诊断与检测。POC设备具有快速精确、便携、低成本、无需专用设备等优势。POC诊断研究的主要目标是开发芯片化、自包含的微型化设备，用于检测复杂样品中的不同分析物。微流控（MF）与先进生物传感技术的集成有望提升POC诊断。本文概述了用于制造基于微流控POC设备的不同材料（玻...
纳米生物技术已在癌症、糖尿病等健康领域发挥重要作用，但尚未被充分用于粮食安全与环境保护。气候变化和人口增长使水资源短缺成为全球性新兴问题，现有水资源管理方法效率不足且不可持续。本文以有害藻华（HABs）为切入点，展望纳米生物技术如何帮助理解微生物与环境之间的相互作用，并发展对藻毒素/污染物具有更高灵敏度的检测方法。文章首先介绍基于水...
新型生物材料及其表面修饰技术的快速发展，使传统表征方法难以满足高通量、多参数分析需求。为此，研究者发展了多种高通量（HT）策略，以组合方式系统分析生物材料及其与细胞的相互作用，并揭示递送的溶解性生物活性分子对细胞反应的影响。本综述介绍了近期高通量方法在构建可重复控制细胞行为微环境方面的进展，重点讨论用于基因递送、药物发现和毒理学研究...
疟疾诊断亟需更可靠的生物传感器。作者此前开发了可高灵敏、高特异性识别恶性疟原虫乳酸脱氢酶（PfLDH）的DNA适配体，并将其整合为实验室用适配体 tethered 酶捕获（APTEC）检测。为适应流行区无设备现场检测需求，本文提出一种便携式微流控APTEC生物传感器：将生物素化2008s适配体通过链霉亲和素固定于磁性微珠表面，利用外...
癌症是全球主要死因之一，其早期诊断长期是科学家和临床医生关注的重点。近年来，纳米技术赋能的诊断方法为识别多种癌症相关生物标志物提供了重要支持。这些生物标志物可表现为过表达蛋白/表面抗原、代谢物、miRNA以及完整细胞等形式。已有多种方法用于检测癌症生物标志物，其中电化学传感器因高灵敏度、高选择性、鲁棒性和可微型化即时检测优势而受到重...