本研究报道了一种氧化石墨烯（GrO）修饰的双指交叉电容（DIDC）生物传感芯片，用于高选择性和快速检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）刺突蛋白S1。该DIDC生物活性表面以含Pt/Ti电极的SiO2基底为换能器，通过GrO/EDC-NHS/抗SARS-CoV-2抗体的层层界面自组装化学构建。该平台表现出良好的重现...
本研究构建了一种新型无标记表面等离子共振（SPR）适配体传感器，用于检测SARS-CoV-2的N-gene。该传感器以硫醇修饰的铌碳化物MXene量子点（Nb2C-SH QDs）作为生物平台，用于固定靶向N-gene的适配体。在SARS-CoV-2 N-gene存在时，固定化适配体链发生构象变化并特异性结合N-gene，从而增大适配...
本文报道了一种垂直扩展漏极双栅Si0.5Ge0.5源隧道场效应晶体管（VD-DG-Si0.5Ge0.5S-TFET）生物传感器，用于通过生物分子存在下电学特性调制实现细胞、DNA、蛋白质等生物分子的无标记检测。该传感器具有Si0.5Ge0.5双源结构，并在每个源-沟道界面之上设置两个纳米腔体用于固定生物分子。生物分子固定后，其介电常...
SLOCK（昼夜节律传感器）是一种用于昼夜节律异常诊断与管理的电化学汗液生物传感平台。此前，该平台被设计用于检测肾上腺类固醇皮质醇和脱氢表雄酮（DHEA），以追踪昼夜节律。本研究旨在将该SLOCK平台调谐至检测细胞因子白介素-31（IL-31），从而构建非侵入性慢性疾病诊断与管理平台。研究对传感表面和免疫化学进行了详细表征。结果表明...
河鲀毒素（STX）是一种强效蓝藻毒素，饮用水中限值仅为3 μg/L，因此需要简单、快速、灵敏、低成本且特异的水体检测方法。本文开发了一种基于特异性适配体（APT）的电化学阻抗生物传感器，用于水溶液中STX的检测。该传感器以金电极为基底，将3′端巯基修饰的STX适配体M-30f固定于电极表面，并用6-巯基-1-己醇（MCH）封闭非活性...
近年来，二维材料中的极化激元因其强光场限制、可通过栅压调节载流子浓度以及低损耗吸收带来长极化激元寿命等特性，受到广泛关注并取得显著进展。石墨烯及相关二维材料还具有生物相容性好、无标记检测、可通过分子振动指纹实现生物分子化学识别等优势，可作为未来极化激元生物传感器的理想平台。基于二维材料极化激元的极端空间光场限制有望支持阿托摩尔浓度甚...
光遗传学通过光控手段刺激哺乳动物细胞，显著拓展了对电兴奋组织电生理机制的理解。在先进生物材料支撑下，光遗传学近期为跨生物医学主流的生物分析应用开辟了新传感概念。本文综述了光遗传学生物传感中使能生物材料及新概念的进展，重点讨论工程化细胞在细胞基传感平台中的应用，以及从简单执行器、报告基因到多功能光-化学遗传学工具的光遗传工具箱，用于实...
本研究开发了一种基于酪氨酸酶的微型电化学传感平台，用于无标记检测蛋白酪氨酸激酶活性。该平台可在低样品体积（1–2 µL）下检测酪氨酸激酶底物肽，如 c-Src、Hck 和 Her2。重复测量重现性高，相对标准偏差（RSD）为 6.6%。对 Hck 和 Her2 的检测线性范围为 1–200 U/mL，检出限为 1 U/mL。该平台还...
本文报道了一种用于捕获髓系细胞触发受体2（TREM2）的有效表面固定方案。TREM2 在脑脊液中的升高与阿尔茨海默病相关，可作为疾病早期指示物。作者基于该表面功能化策略，设计、制备并评估了一种基于等离子体干涉仪的生化传感平台，能够检测溶液中生理浓度的 TREM2。该方案采用 RCA1 清洁、APTES 氨基化、sulfo-NHS-b...
河鲀毒素（STX）是海洋生物毒素和贝类食品中重要污染物，传统小鼠生物测定与色谱法费时、成本高且操作复杂。本研究开发了一种基于适配体修饰二维 Ti3C2Tx 纳米片的电解质-绝缘体-半导体（EIS）传感器，用于 STX 的无标记检测。Ti3C2Tx 具有较大比表面积和丰富表面官能团，有利于适配体负载；适配体可与 STX 特异性结合。电...
本研究构建了一种基于阻抗传感平台与导电纳米复合层的快速检测方法，用于检测SARS-CoV-2刺突受体结合域（RBD）蛋白，该蛋白是新冠感染的重要抗原标志物。首先合成环氧基取代噻吩单体，并在乙炔黑存在下通过循环伏安法电沉积到一次性氧化铟锡（ITO）电极表面，形成高导电性导电纳米复合（C-NC）层。该复合层首次被电沉积于ITO表面，为构...
外泌体是细胞分泌到细胞外环境的纳米囊泡，富含膜蛋白、mRNA和miRNA等分子信息，被视为高质量疾病诊断生物标志物。然而，现有外泌体检测通常需要耗时的分离纯化步骤，且特异性和灵敏度仍需提高。本文报道一种单步外泌体检测技术，可在单个微型容器内约1小时内同时完成基于磁性纳米颗粒（MNP）的外泌体免疫磁提取和基于光子晶体（PC）的无标记高...
本文开发了一种无标记多路电化学免疫传感器，用于同时检测乳腺癌早期生物标志物黏蛋白1（MUC1）、癌抗原15-3（CA15-3）和人表皮生长因子受体2（HER2）。该传感器首次采用三种氧化还原物质-抗体偶联的聚乙烯亚胺包覆金纳米颗粒（PEI-AuNPs）体系，将其分别修饰在三工作电极丝网印刷碳电极（SPCE）阵列上。多路检测利用负载在...
针对SARS-CoV-2全球疫情对血清学检测的迫切需求，本文构建了一种全光纤菲涅尔反射微流控生物传感器（FRMB），将全光纤光学系统、微流控芯片和多模光纤生物探针集成于一体。系统采用单模-多模光纤耦合器（SMFC）同时完成入射光传输以及菲涅尔反射光的收集与传输，无需透镜、分色镜等光学分离元件，从而显著简化结构并提高光传输效率，适用于...
将纳米材料与信号分子复合作为基底材料可构建无标记电化学平台；若纳米材料对信号分子具有高催化活性，可进一步提升平台灵敏度。本文以硫黄素（thionine，Thi）功能化的 Fe–N–C 纳米复合材料为基底，首先考察了 Fe–N–C 对硫黄素电还原的电催化活性。随后，构建了基于 Fe–N–C–Thi/Fe3O4@AuNPs 的免固定、无...
当前，芯片实验室和芯片组织在基础细胞生物学研究与医学诊断中需求迫切，而将先进生物传感器技术用于人原代细胞的即时检测仍是挑战。本研究采用基于共振波导光栅（RWG）的无标记光学生物传感器技术，实时监测原代人扁桃体B细胞由B细胞受体（BCR）启动、并受FcγRIIb和CR1同时结合调节的整合响应。结果显示，静息与激活B细胞在BCR刺激下均...
场效应晶体管（FET）生物传感器能够快速检测疾病相关生物标志物，是即时诊断（POC）的有前景工具。卷起纳米技术可批量制备三维微管，在构建 FET 生物传感器方面具有独特优势。本文提出将 FET 生物传感器与卷起微管相结合，开发微流控诊断生物传感器。作者将 III 族氮化物材料氮化铟（InN）集成到卷起微管中，作为 FET 沟道。In...
蛋白-肽相互作用是理解蛋白功能与信号通路的关键。本文报道了一种基于肽模板金纳米团簇（AuNCs）信标的无标记荧光生物传感器策略，用于检测和筛选蛋白。研究发现，目标蛋白可特异性结合肽的末端并形成保护涂层，从而在羧肽酶存在下阻止肽的水解。肽模板AuNCs本身具有强荧光；当模板肽被羧肽酶Y水解时，AuNCs发生氧化并导致荧光猝灭。若存在能...
本研究开发了一种基于生物质氮掺杂碳量子点（N-CQDs）检测细胞色素c（Cyt c）和胰蛋白酶的灵敏策略。N-CQDs以纤维素酶解木质素为碳源、氨水为溶剂和氮源，经一锅水热法合成，水溶性和光学性质稳定。氮掺杂使荧光量子产率提高至8.23%，约为掺杂前的4倍。N-CQDs被构建为无标记生物传感器：带正电的Cyt c通过静电诱导聚集和静...
脱氧核糖核酸（DNA）杂交可用于检测疾病相关基因表达，是重要的分子诊断工具。已有研究利用石墨烯基离子敏感场效应晶体管（ISFET）检测DNA杂交。硅烯（silicene）是结构类似石墨烯的二维硅同素异形体，因独特的电学、力学和传感特性受到关注。本文提出一种由硅烯层和电解液层构成的ISFET结构，用于无标记检测DNA杂交。当DNA杂交...