Towards the miniaturization of GPCR-based live-cell screening assays.
G蛋白偶联受体（GPCR）在多种生理和疾病相关过程中发挥关键作用，是制药工业的重要靶点。尽管约30%的上市药物靶向GPCR，但其潜力仍远未充分开发。新药先导化合物发现需要对成千上万化合物进行高通量活细胞筛选。虽然基于微孔板的高通量筛选平台已成熟，但微阵列和微流控技术具有微型化、自动化和生物传感器集成潜力，可能重新定义GPCR活细胞筛...
On-chip synthesis of protein microarrays from DNA microarrays via coupled in vitro transcription and translation for surface plasmon resonance imaging biosensor applications.
本文报道了一种在芯片上由双链DNA微阵列直接合成蛋白质微阵列并用于表面等离子共振成像（SPRI）抗体生物传感的方法。在微流控芯片中，编码His标签绿色荧光蛋白（GFP）或His标签荧光素酶的双链DNA元件作为生成元件，通过表面RNA聚合酶反应转录出多个mRNA拷贝；随后在无细胞蛋白合成体系中，mRNA被翻译为His标签蛋白。生成的蛋...
A Synthetic Biology Project - Developing a single-molecule device for screening drug-target interactions.
本文综述了一个欧洲资助的合成生物学项目，旨在将工程化设计方法应用于单分子生物传感器的构建，以检测药物与靶标之间的相互作用。项目首先采用“生物零件”和盒式基因组装策略表达所需蛋白，但发现该策略存在蛋白溶解性不可预测等问题；同时利用盒式系统构建 DNA 底物。在器件方面，作者通过微加工制备了磁阻磁镊（magnetoresistive M...
Nonlinear analyte concentration gradients for one-step kinetic analysis employing optical microring resonators.
传统生物传感器表面大分子结合动力学测定通常采用逐步滴定，在多个分析物浓度下分别监测结合与解离，需要多次再生表面，耗时且引入批次差异。此前研究表明，在分析物浓度随时间线性增加的梯度中可单步测定动力学速率。本文报道将非线性分析物浓度梯度用于单次实验中测定结合动力学速率和平衡结合亲和力，并提出一种易于集成到微流控系统的通用非线性梯度发生器...
Photonic crystal biosensors towards on-chip integration.
近年来，光子晶体技术受到广泛关注。利用光子晶体结构构建高灵敏度传感元件在医学和环境应用中极具前景。光子晶体生物传感器不仅具有紧凑性和可靠性，还可通过低成本大规模制造获得优势。将微流控通道与光子晶体结构集成，可形成高度紧凑的器件。本文综述了不同类型的光子晶体传感器，包括一维光子晶体生物传感器、光子晶体平板生物传感器、光子晶体波导生物传...
Integrated microspectrometer for fluorescence based analysis in a microfluidic format.
本文报道了一种单片集成阵列波导光栅（AWG）微光谱仪—微流控平台，可用于荧光光谱分析。该概念验证型微光谱仪尺寸仅为 1 cm×1 cm，具有 8 个中心波长不同的输出通道。作者表明，通过相机芯片检测各输出通道信号，可重建被测物的完整荧光光谱。通过对混合量子点溶液、有机荧光染料 Cy5 以及碘化丙啶（PI）—DNA 检测体系进行荧光测...
Convergence of dip-pen nanolithography and acoustic biosensors towards a rapid-analysis multi-sample microsystem.
本文首次报道利用蘸笔纳米光刻（DPN）在即用型生物传感器芯片上直接图案化多种生物分子，以构建更快速、高效的多样品检测流程。所采用平台为表面声波（SAW）器件与平行通道微流控模块集成的“微流控-on-SAW”（mF-on-SAW）系统，可将单个传感器表面划分为多个独立传感域，实现可重复的多样品分析。作者将具有不同功能化头基的脂质分别图...
Sensitive electrochemiluminescence detection of c-Myc mRNA in breast cancer cells on a wireless bipolar electrode.
本文报道一种超灵敏无线电化学发光（ECL）方法，用于在聚二甲基硅氧烷（PDMS）微通道中基于氧化铟锡（ITO）双极电极（BPE）检测肿瘤细胞内核酸靶标。该方法在BPE阳极极修饰反义DNA作为识别元件，Ru(bpy)3^2+偶联二氧化硅纳米颗粒（RuSi@Ru(bpy)3^2+）作为信号放大标记，并以报告DNA作为内标。利用杂交引起R...
Isothermal nucleic acid amplification technologies for point-of-care diagnostics: a critical review.
核酸检测（NAT）有望实现对感染性、遗传性和遗传疾病的快速、灵敏和特异性诊断。下一代诊断设备将在即时检测（POCT）场景下检测这些疾病的遗传决定因素，使临床医生获得及时可靠的诊断，以指导更有效治疗。临床样本生化性质复杂，大多数临床样本中核酸靶标丰度低，且现有生物传感器技术有限，因此从小体积POCT样本中获得具有临床相关性的灵敏度，通...
Label-free detection of C-reactive protein using reflectometric interference spectroscopy-based sensing system.
反射干涉光谱（RIfS）是一种无标记、时间分辨技术，适用于检测抗体–抗原相互作用。本文报道了一种用于C-反应蛋白（CRP）的连续流动生物传感器，通过有效的单克隆抗CRP抗体（anti-CRP）固定方法实现高灵敏度RIfS检测。首先用三甲基氯硅烷（TMS）处理氮化硅涂层硅芯片（SiN chip），再经紫外光照射原位生成均一硅醇；随后用...
Theory, fabrication and applications of microfluidic and nanofluidic biosensors.
生物传感器是一类用于检测生物分子种类与含量的装置，通常依靠换能或传感元件的机械、化学或电学性质变化产生可测量信号，并常将样品提取、操控与检测集成于同一平台。本文首先概述当前生物传感器领域的研究现状，随后重点讨论微流控与纳流控生物传感器这一特殊类别，系统介绍其基础理论、制造方法以及若干代表性器件与应用。文中分析了微纳尺度下流体输运、双...
Surface plasmon resonance based biosensor technique: a review.
光学表面等离子共振（SPR）生物传感器是目前最先进、发展最成熟的光学无标记生物传感技术之一，可将被测物与生物识别元件结合引起的界面折射率变化转换为光学信号，广泛应用于环境保护、生物技术、医学诊断、药物筛选、食品安全与安保等领域。本文综述了体SPR与局域SPR（LSPR）生物传感技术的近期进展，首先介绍体SPR和局域SPR的基本概念及...
A bioanalytical platform for simultaneous detection and quantification of biological toxins.
频发事件表明，由细菌、真菌、植物或动物产生的毒素日益成为食物中毒或中毒事件的重要原因。由于毒性高，部分毒素也被视为潜在生物战剂。因此，对有毒物质的控制、检测和中和给食品安全、医疗和军事生物防御带来沉重经济负担。本文描述了一种新型多功能仪器及相关程序，用于基于阵列同时检测细菌和植物毒素。该生物分析平台将共价固定捕获探针的特异性与专用仪...
Detection of the early stage of recombinational DNA repair by silicon nanowire transistors.
本文报道了一种基于硅纳米线晶体管的无标记生物传感器，用于超灵敏检测 RecA 蛋白介导的重组 DNA 修复早期阶段。硅纳米线晶体管通过原子力显微镜氧化纳米光刻制备，并集成到微流控环境中。传感器通过监测纳米线电阻随生物分子反应进行而发生的变化来工作，能够检测和区分 RecA 与单链 DNA 丝在纳米线-水界面上结合过程中的多个步骤。实...
Specific DNA duplex formation at an artificial lipid bilayer: towards a new DNA biosensor technology.
本文报道了一种面向新型DNA生物传感器技术的早期实验方法。作者将两种5′端带有双尾脂质修饰的寡核苷酸探针分别插入由POPE/POPC（8:2，w/w）组成的人工脂质双分子层中，该双分子层位于光学透明微流控样品载体的cis和trans通道之间。两个通道均充满生理缓冲液。向cis通道注入用Cy5标记的目标DNA序列后，若该序列仅与其中一...
Quantification of transcription factor binding in cell extracts using an electrochemical, structure-switching biosensor.
转录因子表达水平可灵敏反映细胞发育与疾病状态，但传统检测通常需要大量细胞且步骤繁琐。本文报道一种基于电化学结构切换平台的简单定量检测方法，用于在复杂介质中检测目标转录因子。该传感器采用电极固定的亚甲基蓝修饰 DNA 探针，可在非结合与结合两种构象间快速平衡；无目标时非结合构象占优，信号较低；目标 TATA 结合蛋白（TBP）结合后，...
Microfluidic nanoplasmonic-enabled device for multiplex DNA detection.
本文报道了一种快速、定量、多重、自标记且可实时监测的 DNA 生物传感器。该装置将共价结合在银纳米颗粒（Ag NPs）表面的 DNA 发夹探针点阵化固定在微流控通道内，探针 3′ 端标记四甲基罗丹明（TMR）荧光基团。无目标 DNA 时，发夹探针折叠使 TMR 靠近银表面而被猝灭；互补目标 DNA 杂交后探针展开，TMR 进入金属增...
Magnetic Nanoparticles and microNMR for Diagnostic Applications.
对临床相关蛋白生物标志物、病原体和细胞进行高灵敏、定量的检测，对疾病诊断、恶性程度监测和治疗疗效评估具有重要价值。基于磁性纳米颗粒（MNPs）的生物传感策略因生物样品磁背景极低而受到关注，可在处理较少的样品中获得高灵敏测量。本综述聚焦于利用MNPs基于核磁共振（NMR）效应在体外检测细胞生物标志物。该平台称为诊断磁共振（DMR），将...
Increasing the detection speed of an all-electronic real-time biosensor.
生物传感器的响应时间强烈依赖于生物分子向传感表面的传输过程，是未来生物传感器应用中的关键问题。本文报道了碳纳米管场效应晶体管（CNT FET）生物传感器的制备，并定量表征了蛋白质在这些纳米电子传感器表面的结合速率。作者利用该平台检验了一种蛋白质排斥涂层对全电子实时生物传感器蛋白通量的增强效果。当传感器上游的非传感结合位点被阻断后，初...
Microfluidic electrochemical assay for rapid detection and quantification of Escherichia coli.
本研究开发了一种用于快速检测和定量大肠杆菌（Escherichia coli）的微流控电化学生物传感器。该传感器将环介导等温扩增（LAMP）与线性扫描伏安法（LSV）相结合，利用氧化还原分子 Hoechst 33258 识别扩增产物。当 LAMP 扩增产生大量 DNA 时，Hoechst 33258 与 DNA 小沟结合并引起 DN...