采用人细胞的器官芯片（OoC）系统可模拟人体器官功能及其生理微流控环境，但当前OoC技术仍缺乏集成于微流控平台的生物传感器，难以对细胞行为及其对外界刺激的响应进行连续实时监测。本研究旨在开发并将生物传感器集成到模块化OoC平台中，以实时监测不同刺激下细胞环境的变化。文中演示了将生物传感器阵列串联模块化集成到OoC平台，并验证其可维持...
利用低成本、便携式需求点（PoN）生物传感器快速灵敏地检测细菌污染物，在水质监测中备受关注。细胞印迹聚合物（CIPs）作为新兴且廉价的材料，可提供特异性结合位点以捕获完整细菌细胞，尤其适合集成到 PoN 微流控器件中，但提高灵敏度和检测限仍具挑战。本研究将 CIP 功能化不锈钢微丝（CIP-MWs）集成到微流控器件中，用于大肠杆菌（...
本研究开发并测试了一种面向汗液监测的乳酸（LA）连续监测系统。该系统以磷酸盐缓冲液（PBS）作为载流，替代传统腔室或细胞，在皮肤表面持续灌注，以收集并输送汗液分泌物至下游生物传感器。为便于受试者运动时使用，汗液采样装置与流体控制系统被设计为不受身体运动或肌肉形变影响；连续载流可不断刷新皮肤表面状态，降低蒸发、积累和细菌活动带来的干扰...
帕金森病（PD）是一种致残性神经退行性疾病，可导致运动功能丧失，部分患者出现认知下降和痴呆。早期干预可改善生活质量并延缓疾病进展，但现有确诊方法侵入性强，难以用于早期筛查。本文提出一种表面印迹聚合物（SIP）电化学阻抗谱（EIS）生物传感器，用于检测帕金森病早期随血脑屏障退化而出现在唾液和血液中的生物标志物α-突触核蛋白（αSyn）...
本文提出将阻抗式生物传感器平台 ESSENCE 从昂贵台式分析仪 Keysight 4294A（约 5 万美元）过渡到便携且廉价的 USB 示波器 Analog Discovery 2（约 200 美元）并保持相近灵敏度的路径。作者系统研究了氯化钾（KCl）电解质与磷酸盐缓冲液（PBS）在有无氧化还原探针（铁氰化/亚铁氰化体系和 [...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）大流行造成全球超过600万死亡，凸显开发简单、快速、低成本即时检测（POC）方法的需求。本文开发了一种基于环介导等温扩增（LAMP）的电化学生物传感器，用于临床样本中SARS-CoV-2病毒检测。该传感器通过95°C加热10 min灭活样本并释放病毒RNA，替代传统核酸提取步骤，从...
本文提出一种基于干式“craft-and-stick”手工切割工艺的模块化柔性微流控生物传感器平台构建方法。利用经济通用的 xurography 切割技术，分别制备石墨烯纸电极（GPE）单元和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）/胶粘微流控单元；GPE 导电轨道宽度可低至 300 µm，微流控通道宽度可低至 200 µm。两个单元通过双面...
近年来，器官芯片和微生理系统（MPS）等台式组织培养模型日益复杂，需要集成传感模态以获取复杂、多路生物数据。本文扩展了聚合物-金属生物传感器方法，展示了一种用于化合物生物传感的简便技术，并通过自定义建模方法进行了表征。作者开发了一种复合芯片，集成三维微电极、三维微流控、互指电极（IDE）和微加热器。该芯片通过三维微电极的电/电化学表...
HIV分子检测对早期诊断和抗逆转录病毒治疗具有重要意义。CRISPR技术结合等温扩增可实现高灵敏、高特异的核酸检测，但多酶反应体系兼容性差，限制了简易分子检测的发展。受细胞多区室结构启发，作者提出一种由纳米多孔膜分隔的人工级联反应系统，将RPA/RT-RPA反应腔与CRISPR反应腔空间分隔，使短扩增产物可扩散进入CRISPR腔，而...
星形胶质细胞是大脑中主要细胞类型之一，在维持神经元能量供应和代谢物稳态中起关键作用，其葡萄糖摄取与乳酸产生是重要的可观测代谢行为。为建立可规模化且功能可靠的体外星形胶质细胞模型，本研究比较了人诱导多能干细胞来源星形胶质细胞（hiAstrocytes）与人胎儿星形胶质细胞（HFAs）的葡萄糖和乳酸代谢周转。在相同定义培养基条件下，作者...
基于单一生物标志物的临床评估在许多情况下不足以准确诊断疾病或监测治疗。多路检测可在同一份样品中同时测量多个分析物，或同时测量不同样品中的同一靶标，从而提高疾病诊断和治疗成功率的准确性。因此，低成本、易用、快速的现场多路生物传感器需求迫切。本文提出一种简单、灵活且高度可扩展的策略，用于实现微流控多路电化学生物传感器（Biosensor...
未来即时检测（PoC）和可穿戴电化学生物传感器需要新技术方案，以消除多步电极修饰与功能化需求、克服重现性有限并实现传感步骤自动化。本研究设计并表征了一种新型丝网印刷免疫生物传感器试纸条，采用石墨烯纳米片与导电聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）聚合物混合，并全部嵌入丝网印刷墨水的基底碳基质中，形成GiPEC...
宫颈癌是低收入和中等收入国家重大健康问题，亟需开发低成本、易操作的床旁检测。本文报道一种用于宫颈癌检测的集成微流控电化学检测系统（IMEAC），有望识别全血样品中的宫颈癌循环DNA。IMEAC包含两个主要模块：一个被动血浆分离装置，可高纯度地从全血中分离血浆且无需外部力；一个基于石墨烯氧化物（GO）的电化学生物传感器，使用特异性探针...
快速检测 SARS-CoV-2 抗体对 COVID-19 诊断、流行病学研究和疫苗评价至关重要。核衣壳（N）蛋白是 SARS-CoV-2 最丰富的蛋白，因强免疫原性可作为优秀生物标志物。本文报道一种基于电化学转导的快速、超灵敏三维生物传感器，可在数秒内定量检测 COVID-19 抗体。该传感器由气溶胶喷射三维打印制备的三维微尺度电极...
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...
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...
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...
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...
与氧浓度梯度相关的生理事件可为判断代谢细胞状态提供重要信息。现有氧传感方法（光学光致发光、磁共振和扫描电化学）虽已成熟，但在分辨率、实时性能、复杂度和成本方面存在局限。本文报道一种基于定制互补金属氧化物半导体（CMOS）微芯片和铂（Pt）涂层表面微电极阵列（MEA）的电化学成像系统，用于测量细胞二维氧浓度梯度并计算耗氧率（OCR）。...
阻抗生物传感器通过施加正弦输入电压，测量生物分子存在时引起的电阻抗变化。本文提出一种新型便携式阻抗生物传感器平台，利用微球作为标记物提高免疫检测灵敏度。该平台采用 2×4 互指电极阵列（电极宽度/间隙均为 10 μm）和微型阻抗分析仪，并集成微流控通道以评估微球标记带来的信号增强。为研究微球材料对传感器阵列的影响，作者测试了磁性、二...