聚二炔（PDA）是一类具有交替双键共轭主链的多功能聚合物，其光学性质源于主链中的π-π相互作用。当外部刺激扰动PDA主链时，PDA可发生蓝-红比色转变，并在红区发射荧光。由于两亲性二炔单体可自组装成膜、囊泡、管等结构，且合成膜易于进行化学修饰，PDA平台可引入抗体、适配体、酶或DNA探针等识别元件，通过受体-配体相互作用实现无标记生...
本综述总结了近五年多孔硅（PSi）光学生物传感器的重要进展。多孔硅具有低成本电化学刻蚀制备工艺、高比表面积、可调控孔径以及优异光子学特性，因而成为生物传感中极具吸引力的换能基底，并已在多个研究领域得到应用。文章依据固定在换能材料表面的生物识别元件类型，将不同光学PSi生物传感器分为四类，并重点讨论了光致发光（PL）信号调制和多孔基质...
单生物分子检测涵盖核酸、蛋白、病毒和细菌等目标，在生物学、环境、食品与农业、公共卫生和医学中至关重要。随着对这些生物分子功能及其对公共健康、环境污染和食品安全影响的认识不断深入，迫切需要先进检测技术实现早期、高灵敏检测。本文是一篇批判性综述，系统回顾并总结了一系列具有潜在单拷贝灵敏度的“数字”生物分子检测研究，重点讨论实现“数字”检...
场效应晶体管（FET）因无标记检测、高灵敏度、快速响应、实时测量、低运行功率和可微型化等优势，成为生物传感器的重要平台。一维材料（如碳纳米管、硅纳米线、导电聚合物纳米线、一维金属氧化物）和二维材料（如石墨烯、过渡金属二硫化物、黑磷、二维金属氧化物）具有独特的结构与电子特性，可提升 FET 生物传感器灵敏度，甚至实现单分子检测。本综述...
基于光子晶体（PC）的反蛋白石（IO）阵列是无标记传感机制的重要基底之一。IO材料具有高度有序的三维微孔结构，近年来在蛋白质、DNA、病毒等生物分子检测的光学传感和生物应用中展现出吸引力。IO材料独特的光学与结构性质可简化多种生物传感器研究中用于即时检测（POCT）的非破坏性光学检测能力。本文作为纳米技术、生物学、化学与医学科学之间...
过去数十年，疾病诊断、药物研发与环境健康安全对生物传感器技术的需求快速增长。光学谐振器生物传感器凭借强光限制与共振特性，可实现生物分析物的高灵敏、快速、无标记检测；微流控与微纳加工进步又使其能够小型化，并在小体积样品中同时检测多种分析物。因此，该类传感器不仅适用于常规医学诊断，也被视为有前景的即时检测平台。本综述系统回顾近五年无标记...
场效应晶体管（FET）型生物传感装置因可用于早期生物标志物检测和药物筛选而受到关注。其非金属化栅介质暴露于电解质溶液并覆盖半导体材料，可主动将表面生物变化转换为电信号。多项研究验证了这类器件实时、高精度、特异且无标记检测多种生物分子分析物的能力。过去几十年，FET器件设计在生物医学诊断和基于细胞的检测中取得显著进展。其优异电子特性、...
电解质-绝缘体-半导体（EIS）场效应传感器是一类用于生化传感的新型电子芯片，可实现直接电子读出。本综述概述了基于电容性场效应 EIS 结构的化学传感器与生物传感器在研发中的最新进展和当前趋势。电容性 EIS 结构是最简单的场效应器件，本质上是一个对生化反应敏感的电容。文章系统介绍了其基本概念、支撑换能机制的物理化学现象，以及电容性...
自生物传感器发现以来，研究者持续设计开发小型化、高性能的新型传感系统。当前先进传感技术组件少、可调，性能取决于生物传感材料的选择。在众多智能电活性纳米结构传感材料中，液晶（LCs）正成为开发高效生物传感器以检测目标生物标志物的候选材料。液晶材料在显示及非显示光学器件中具有重要价值，目前市场多数显示主要基于液晶技术。除电子显示外，通过...
在生物流体中以临床相关浓度快速直接检测生物标志物，是建立神经退行性疾病如阿尔茨海默病（AD）诊断标准的重要限制。因此，采用新型模态和仪器早期检测与 AD 相关的生物标志物备受关注。近年来，表面等离子共振（SPR）等新型光学生物传感器被广泛用于无标记检测或配体-分析物相互作用分析，可在血液和脑脊液样品中感知极微量的目标分子。本综述介绍...
由呼吸道病毒SARS-CoV-2出现及COVID-19疫情引发的全球卫生危机，凸显了快速、准确且可负担的诊断检测的迫切需求，以便对人群进行广泛、大规模监测，从而有效管理和控制疫情传播。当前诊断技术主要依赖聚合酶链反应（PCR）检测，其具备所需灵敏度和特异性，但结果时间相对较长，包括将样品送至专业实验室，延误大规模检测。快速侧流试纸条...
生物传感器是组织工程应用中用于疾病诊断的选择性、灵敏且快速的工具。与标准酶联免疫吸附测定（ELISA）相比，生物传感器通过结合生物、化学和物理技术，可实时、原位监测微生理信号。本综述总结了面向不同生物与生物医学应用的多种生物传感器技术的最新重要进展，尤其关注组织工程应用。文章讨论了用于组织工程的多种制备技术，如计算机数控（CNC）、...
生物传感研究的新趋势促使科学家开发更小、便携且无标记的生物分析器件。随着微纳加工技术和表面功能化技术的发展，悬臂梁器件作为高灵敏度场级检测的重要领域，其性能显著提升。悬臂梁已从微米级缩小到纳米级，表现出极高灵敏度，并因尺度效应出现一些异常性质。本综述系统讨论了悬臂梁工作的基本原理、检测方法和基于悬臂梁传感平台的过去、现在及未来研究路...
适配体是一类在体外筛选和合成、具有与抗体相当高亲和力的特异性配体。将其与阻抗谱这一高灵敏度测量方法结合，可获得一类在手持设备和即时检测中具有应用潜力的生物传感器。本综述报道了基于适配体的阻抗生物传感器近年来的研究进展。除简要总结电化学测量技术外，文章重点回顾了最近几十年检测策略中最具创新性的发展，包括法拉第与非法拉第阻抗体系中的不同...
癌症是一组多因素疾病，仍是全球主要死因之一。已知超过100种癌症累及60多个器官，化疗在癌症治疗中发挥核心作用。由于耐药性和副作用会限制化疗疗效，亟需多重、低成本、快速且新颖的筛选方法，以阐明抗癌药物的作用机制并发现新候选药物。本综述聚焦多种无标记生物电化学方法，特别是阻抗法、固体支撑膜技术和DNA基电化学传感器，用于评估抗癌药物对...
为多种疾病的早期诊断，研究者已在血液、尿液和唾液等体液中检测多种生物标志物。免疫传感器利用抗原-抗体特异性免疫反应，是生物标志物检测的代表性分析方法。在众多分析技术中，基于表面等离子共振（SPR）的免疫传感器因高灵敏度、高选择性和直观性而成为潜在检测平台。与酶联免疫吸附试验（ELISA）等需要辣根过氧化物酶（HRP）等酶标记的典型免...
印刷电解质栅晶体管（EGT）是一种新兴生物传感器平台，它利用印刷电子带来的低成本、易加工优势，并结合离子凝胶介电层实现低电压工作。与传统化学场效应晶体管相比，EGT 属于无标记、非光学传感方式，具有较高增益，可完成一些常规 ChemFET 架构难以实现的检测操作。本文首先概述 EGT 的器件制备与工作原理，包括有机半导体通道、离子凝...
单分子生物传感器旨在满足在复杂生物体系中实时、高特异性和高准确度检测单个生物分子这一未满足需求，揭示群体方法在生理条件下无法分辨的单个分子独特性质。测量单个分子或其与生物伙伴相互作用的信号，不仅对癌症等疾病的早期诊断和治疗监测至关重要，也为未来即时检测设备和个体化医学提供巨大潜力。本综述总结并讨论了具有单分子灵敏度的纳米传感器在体外...
多种细菌 F1-ATPase 的 ε 亚基可结合 ATP，且该结合参与热菌 Bacillus sp. PS3 来源 F1-ATPase（TF1）的活性调控。作者此前通过检测偶联染料标记 ε 亚基的荧光变化，报道野生型 TF1 ε 亚基在 25 °C 下对 ATP 的解离常数为 4.3 μM，但发现该表观亲和力随所用染料不同而变化。为...
倏逝波光学生物传感器已成为临床场景下核酸筛查的有吸引力替代方案。它们具有高灵敏度换能器，无需任何标签或标记即可检测多种基于核酸的生物标志物。这些光学生物传感器平台非常灵活，可通过共价表面化学方法将几乎无限范围的生物识别探针精确、稳健地固定到传感器表面。此外，通过与复杂且自动化的微流控系统整合，其应用可进一步增强，促进多路复用和用户友...