Biolayer interferometry for DNA-protein interactions.
生物层干涉仪（BLI）是一种广泛用于实时测定大分子相互作用动力学的技术。该技术通过检测生物传感器尖端反射白光干涉图案的变化，可测定蛋白-蛋白（如抗体-底物动力学）或蛋白-小分子（如药物发现）相互作用的结合参数。然而，BLI 在 DNA-蛋白相互作用研究中的应用较少受到重视。DNA 结合蛋白在细胞生物学中发挥重要作用，调控转录、DNA...
Sensory analysis of hepatitis B virus DNA for medicinal clinical diagnostics based on molybdenum doped ZnO nanowires field effect transistor biosensor; a comparative study to PCR test results.
本文提出一种用于乙型肝炎病毒DNA（HBV DNA）诊断的生物传感系统，结合快速检测与场效应晶体管（FET）无标记检测。FET生物传感器采用钼掺杂氧化锌纳米线（Mo:ZnO NWs）作为传感通道，通过物理气相沉积（PVD）以简便、低成本方式制备。钼掺杂可在纳米线中引入空位，有利于DNA吸附与电荷转移。作者利用PCR验证的真阳性（TP...
Optimization of sensing-pad functionalizing strategy toward separative extended-gate FET biosensors for PSA detection.
本研究提出一种分离式扩展栅AlGaAs/GaAs高电子迁移率晶体管（HEMT）生物传感器，用于前列腺特异性抗原（PSA）检测。将具有四腿结构的氧化锌纳米四足（T-ZnO）引入传感垫，形成三维凹形检测前沿。与常规平面前沿相比，该三维凹形结构可提供更多生物修饰位点并降低Debye体积，从而同时改善检测范围和灵敏度。抗PSA探针可通过化学...
Observing Mesoscopic Nucleic Acid Capacitance Effect and Mismatch Impact via Graphene Transistors.
本文首次报道双螺旋核酸双链结构的分子尺度电容效应。利用高精度石墨烯晶体管生物传感器对静电场效应进行大样本定量测量，观察到异常电荷输运行为：端部固定的核酸双链不像导体，而能像分子电容器一样储存部分电离电子。为阐明该发现，提出级联电容网络模型作为核酸双链的新等效电路，扩展点电荷近似模型，将部分电荷输运归因于电容网络内电子再分布。实验证实...
In-Situ Integration of 3D C-MEMS Microelectrodes with Bipolar Exfoliated Graphene for Label-Free Electrochemical Cancer Biomarkers Aptasensor.
电化学无标记适配体生物传感器（aptasensor）非常适合即时检测（POC）应用。成熟的碳微机电系统（C-MEMS）平台具有低背景噪声、高电容、在多种物理/化学处理下稳定性高、生物相容性好和导电性优良等特点，适合生物传感。本研究将双极剥离（BPE）还原氧化石墨烯（rGO）与三维（3D）C-MEMS微电极集成，用于开发血小板衍生生长...
Penetration of the SARS-CoV-2 Spike Protein across the Blood-Brain Barrier, as Revealed by a Combination of a Human Cell Culture Model System and Optical Biosensing.
自严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发全球大流行以来，除经呼吸道主要感染途径外，该病毒还具有神经侵袭能力，可导致神经炎症和血脑屏障（BBB）损伤。感染期间病毒刺突蛋白可经血液循环播散，到达脑部后可能穿越BBB，该现象已在小鼠中证实，因此其医学意义重要。本研究旨在评估刺突蛋白S1亚基在高度暴露于感染的人体器官模型系...
Optical Fiber, Nanomaterial, and THz-Metasurface-Mediated Nano-Biosensors: A Review.
随着纳米材料和可扩展、高产量纳米制造工艺的广泛应用，新型生物传感器的开发正在发生变革。过去数十年，纳米技术介导的生物传感研究处于前沿，因其在医疗健康、制药、细胞诊断、药物递送以及水和空气质量监测中具有潜在应用。纳米科学的发展依赖于对理论、制造与加工方法以及应用特定技术的深入理解。作为纳米科学的一部分，纳米粒子的拓扑结构和可调性能可通...
Electrochemical Detection Platform Based on RGO Functionalized with Diazonium Salt for DNA Hybridization.
本文提出一种基于还原氧化石墨烯（RGO）的改进型无标记电化学 DNA 杂交检测平台。以商用丝网印刷碳电极（SPCE）为基底，先经预处理和滴涂氧化石墨烯（GO）并电化学还原得到 RGO/SPCE，提高导电性与电子转移能力；随后通过原位生成 4-氨基苯甲酸重氮盐并在电极上电还原，将芳基羧基（Ar-COOH）共价接枝到 RGO 表面，为氨...
An Ultrasensitive Silicon-Based Electrolyte-Gated Transistor for the Detection of Peanut Allergens.
本文报道了一种基于硅的电解质栅晶体管（Si-EGT）用于花生过敏原（PAs）的超灵敏无标记检测。器件采用自上而下工艺制备，具有低阈值电压约0.7 V、亚阈值摆幅小于70 mV/dec、栅极漏电流小于10 pA等优良本征电学特性。通过表面功能化并在栅极表面固定花生过敏原抗体，实现对Ara h1和Ara h3的选择性识别。电压相关灵敏度...
Poly-l-Lysine-Modified Graphene Field-Effect Transistor Biosensors for Ultrasensitive Breast Cancer miRNAs and SARS-CoV-2 RNA Detection.
(Mi)RNA 是癌症诊断和大流行疾病检测的重要生物标志物，需要快速、超灵敏且经济的定量检测策略。新型冠状病毒（SARS-CoV-2）全球暴发，RNA 检测是识别该病毒最有效的方式。本文开发了一种超灵敏聚-L-赖氨酸（PLL）功能化石墨烯场效应晶体管（PGFET）生物传感器，用于乳腺癌 miRNA 和病毒 RNA 检测。PLL 修饰...
Fourier spotting: a novel setup for single-color reflectometry.
单色反射测量是一种敏感且稳健的光学生物传感器检测方法，适用于生物分析。它基于反射单色光的干涉，且无需标记。本文提出一种基于 Berner 等人 2016 年专利技术的新型单色反射测量装置。通过倾斜微镜区域，可将分析通道和参考通道的光反射信号编码到特定载波频率，其幅度与局部反射成正比，因此单个光电二极管即可同时采集两个通道信号。两个经...
Graphene oxide-graphene Van der Waals heterostructure transistor biosensor for SARS-CoV-2 protein detection.
当前 SARS-CoV-2 疫情威胁全球健康，且尚无特效药物，快速准确的诊断方法对疫情控制至关重要。本文开发了一种基于氧化石墨烯-石墨烯（GO/Gr）范德华异质结构的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于 SARS-CoV-2 蛋白的选择性和超灵敏检测。GO/Gr 异质结构在微流控通道中通过 π-π 堆积原位形成。该传感器可在 20...
Effect of Interfacial Properties on Impedimetric Biosensing of the Sialylation Process with a Biantennary N-Glycan-Based Monolayer.
酶促唾液酸化是细胞识别、病原体入侵和疾病进程中的关键事件，其监测可为病理评估提供新工具。传统荧光或代谢标记方法需要大量功能化糖底物，且底物供应有限。无标记生物传感器可显著降低底物用量，因为分子相互作用会改变界面性质并转化为可测信号；但其对界面状态高度敏感，表面层性质会显著影响响应。本文采用电化学阻抗谱（EIS）监测混合单分子层中双天...
Label-Free Plasmonic Biosensor for Rapid, Quantitative, and Highly Sensitive COVID-19 Serology: Implementation and Clinical Validation.
血清学检测对新冠疫情的防控、监测、流行病学和免疫研究至关重要。本文报道了一种基于等离子体技术的直接血清学生物传感器检测方法，可在15分钟内快速、无信号放大地识别并定量临床样本中的严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）抗体。该便携式等离子体装置采用自主设计的多抗原传感器生物芯片，将受体结合域（RBD）肽和核衣壳（N）蛋白...
In Situ Regeneration of Silicon Microring Biosensors Coated with Parylene C.
光学生物传感器凭借无标记检测与光学谐振增强，在疾病诊断中具有高准确度和高灵敏度，但基于贵金属纳米颗粒和精密微机电系统的光学生物传感器成本较高，限制其应用。本文提出一种基于纳米级聚对二甲苯C（Parylene C）薄膜的生物传感器原位再生与复用方法，并以绝缘体上硅（SOI）微环谐振器生物传感器为例进行验证。Parylene C 可通过...
Impedance-Based Nanoporous Anodized Alumina/ITO Platforms for Label-Free Biosensors.
本文报道了一种高灵敏、高响应且无需电解质中存在氧化还原对的无标记生物传感器的实验与计算方法。该传感器以生长在氧化铟锡（ITO）玻璃上的纳米孔阳极氧化铝（NAA）为透明电极，并在其纳米孔表面固定血栓结合适配体（TBA）。通过监测 TBA 功能化 NAA/ITO/玻璃电极在 α-血栓素（α-thrombin）特异性结合后发生的电化学阻抗...
Self-Enriching Electrospun Biosensors for Impedimetric Sensing of Zika Virus.
寨卡病毒（ZIKV）感染与吉兰-巴雷综合征相关，非媒介先天性传播可致胎儿脑异常。感染后血液、母乳及其他体液病毒载量低，检测需处理较大体积临床样本，预富集是提高分析物浓度的有效策略。作者提出一种层级复合聚苯胺-静电纺丝纳米纤维水凝胶垫（ENM），用于同时富集和阻抗传感 ZIKV 病毒颗粒。通过析因设计优化聚乙烯醇（PVA）与海藻酸钠的...
A Rapid Detection of COVID-19 Viral RNA in Human Saliva Using Electrical Double Layer-Gated Field-Effect Transistor-Based Biosensors.
鉴于新冠疫情快速传播和较高死亡率，亟需快速筛查与精准诊断工具。唾液可作为检测严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV-2）的替代样本，因为其病毒载量与咽拭子和鼻拭子相当。电双层门控场效应晶体管生物传感器（EDL-gated BioFET）因高灵敏度、便携构型、无标记操作和基质不敏感而成为唾液新冠检测的候选平台。本文利用 ED...
A gold nanoparticle-dye/poly(3-aminobenzylamine)/two dimensional MoSe
本文首次报道一种双模式电化学生物传感器，用于同时检测乳腺癌生物标志物癌抗原15-3（CA 15-3）和microRNA-21（miRNA-21）。该传感器以poly(3-aminobenzylamine)/二维MoSe2/氧化石墨烯（P3ABA/2D-MoSe2/GO）纳米复合材料修饰的双丝网印刷碳电极阵列为平台，两个工作区分别负载...
Label-Free Electrochemical Detection of the Cancer Biomarker Platelet-Derived Growth Factor Receptor in Human Serum and Cancer Cells.
血小板衍生生长因子受体（PDGFR）在肺癌、乳腺癌和宫颈癌进展中与p53功能丧失相关，是重要癌症生物标志物。现有检测方法存在检出限高、灵敏度低、耗时长和仪器昂贵等局限。本研究开发了一种低成本无标记电化学生物传感器，利用电荷型亲和诱饵分子检测PDGFR，以克服基于抗原-抗体免疫技术的不足。作者采用EDC-NHS偶联将聚二烯丙基二甲基氯...