Exosomes for Non-Invasive Cancer Monitoring.
外泌体是直径50–200 nm的膜结合磷脂囊泡，由所有细胞类型分泌并循环于人体体液中。这些囊泡携带来源于细胞的特异性成分，如胞质/膜蛋白、RNA和DNA。因此，外泌体结构稳定且丰度高，是癌症的稳健指标，并已被用于以比金标准组织活检更少侵入的方式监测该疾病。本综述描述了外泌体的历史以及外泌体中存在的可准确监测多种疾病的特异性生物标志物...
Dielectrophoretic manipulation of nanomaterials: A review.
利用介电电泳（DEP）操纵纳米材料是微/纳科学的重要研究方向，可服务于微流控、纳米机器和生物传感器等应用。DEP 利用非均匀电场与可极化纳米材料诱导偶极之间的相互作用，实现分离、捕获、旋转、推进和组装，具有无标记、非侵入和低成本等优势。本文系统概述了 DEP 操纵纳米材料的基本理论、微/纳电极构型、近年进展、当前挑战与潜在应用，重点...
Development of new methods for determination of bilirubin.
血清胆红素水平检测对诊断肝胆疾病、代谢紊乱及新生儿黄疸具有重要意义。随着对灵敏、快速、可靠检测方法的持续需求，研究者不断开发适用于实验室和即时检测（POC）的新方法，以测定不同形式胆红素，包括未结合（游离及白蛋白结合）胆红素、结合（直接）胆红素和总胆红素。本文综述了从实验室常用的传统光谱分析、仪器化高灵敏方法到便携式低成本POC系统...
Detection of contaminants in water supply: A review on state-of-the-art monitoring technologies and their applications.
水质监测技术广泛用于水处理厂和供水管网等多种水生态应用中的污染物检测。过去数十年，研究者围绕降低运行成本与能耗，发展了多种稳健、高效的污染物检测技术。近年来，光谱技术与生物传感器方法在定性和定量检测灵敏度方面取得显著进步。原位测量和多参数检测能力的提升，拓展了水质监测在多种先进技术中的应用，包括手持式传感装置的成功建立，从而在实时基...
Microfluidic techniques for tumor cell detection.
癌症转移是癌症相关死亡的主要原因，外周血中循环肿瘤细胞（CTCs）的早期检测对癌症早期诊断、疗效评估和有效治疗具有重要意义。过去二十年间，微流控技术因高集成度、低样本量和良好生物相容性，已显示出从血液中分离和检测肿瘤细胞的巨大潜力。本文系统综述了基于不同物理原理的微流控肿瘤细胞检测技术。根据是否施加额外力场，将具体方法分为主动法和被...
Recent Microdevice-Based Aptamer Sensors.
自系统性进化指数富集（SELEX）方法建立以来，适配体作为生物识别元件在传感检测中发挥了重要作用。微器件系统具有试剂消耗低、样品通量高、可一次性使用等优势，因此基于微流控的适配体传感器在分析检测中的应用需求不断增加。本综述首先介绍适配体传感器的基本概念，随后系统总结微器件适配体传感器在多种平台上的先进应用。文中涵盖微流控芯片、纸基微...
"The Smartphone's Guide to the Galaxy": In Situ Analysis in Space.
人类火星任务可被视为人类技术成就的顶峰，但实现该目标需克服多项障碍，其中之一是开发易于操作且紧凑的传感器，以在任务期间保障航天员健康。近年来，多种智能手机基传感装置（SBD）被用于在偏远环境中即时、灵敏地检测化学物质、蛋白质或病原体。本文通过系统关键词检索，对现有SBD进行全面综述，并评估其“搭载”用于太空原位分析的潜力；将相关SB...
Silicon Photonic Biosensors Using Label-Free Detection.
得益于先进半导体微加工技术以及片上实验室组件的芯片级集成与微型化，硅基光学生物传感器在即时诊断方面取得显著进展。本综述概述了倏逝场生物传感技术的最新进展，包括基于干涉仪、微腔、光子晶体和布拉格光栅波导的传感器。文章展示并比较了这些传感器的传感机制与性能，以及用于无标记检测的真实生物标志物。还综述了片上实验室光子传感平台的芯片级集成发...
Smartphone-based analytical biosensors.
传统分析型生物传感器仪器体积大、成本高且不易操作，使其在资源有限场景中的应用受到限制。微流控芯片实验室（LOC）技术为常规生物传感系统小型化提供了可能，但实际临床使用仍需要额外的检测、读出、分析、传输和显示设备。近年来智能手机快速发展、大规模生产和普及，为构建便携式、低成本、易操作的即时检测（POC）分析生物传感器和移动健康平台提供...
Microscale and Nanoscale Biosensors.
纳米技术的兴起与微电子工业的成功推动了生物传感器向微纳尺度微型化。本特刊聚焦微尺度与纳尺度生物传感器的最新进展，包括自驱动微马达的材料、制备和应用。特刊共收录七篇论文，其中五篇研究论文和两篇综述论文，涵盖从生物传感器设计到集成化细胞微环境代谢物监测等多个相关主题。具体方向包括纸基试纸条、数字微流控芯片、细胞培养微环境中的代谢物监测、...
Recent advances in the metamaterial-inspired biosensors.
超材料（MM）启发的微波生物传感器为诊断方法和预后工具提供了有价值的补充。其基本原理是利用健康组织与病变组织之间独特的介电特征差异，结合非电离辐射，提供与超声设备相当的分辨率和准确性，因而适用于无创、无标记生物传感。高Q因子超材料谐振器与微流控系统集成后，可凭借小检测体积和紧凑尺寸加速片上实验室和即时诊断。本文综述了基于先进超材料生...
Automatic smartphone-based microfluidic biosensor system at the point of care.
即时检测技术对日常健康管理日益重要，但传统生物传感器系统昂贵、笨重且操作困难，限制了其在即时检测中的应用。智能手机的普及与微流控技术的发展为生物传感器应用提供了新途径，将智能手机、微流控组件和传感元件集成，推动智能手机基微流控生物医学传感系统广泛应用。根据分析物不同，常见传感模式包括用于检测细胞和细菌的成像分析、用于检测血糖和血脂的...
Microfluidic devices for sample preparation and rapid detection of foodborne pathogens.
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...
Application of nanotechnology in biosensors for enhancing pathogen detection.
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...
Recent Advances in Exosomal Protein Detection Via Liquid Biopsy Biosensors for Cancer Screening, Diagnosis, and Prognosis.
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...
Target Confinement in Small Reaction Volumes Using Microfluidic Technologies: A Smart Approach for Single-Entity Detection and Analysis.
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...
Review of Recent Metamaterial Microfluidic Sensors.
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...
Trends in Paper-based Electrochemical Biosensors: From Design to Application.
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...
Microfluidics Based Point-of-Care Diagnostics.
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...
Nanobiotechnology for the Environment: Innovative Solutions for the Management of Harmful Algal Blooms.
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...