非ST段抬高急性冠脉综合征（NSTE-ACS）传统依赖心电图和连续血液生物标志物检测。本研究评估一种无创、无采血、无电极的腕戴式红外光谱生物传感器（Infrasensor）。在13个中心、595例疑似NSTE-ACS患者及200例多族裔对照的前瞻性多中心研究中，患者按地理来源分为5个分析队列，并采用留一队列外部验证。机器学习模型检测...
心血管疾病仍是全球主要健康挑战，每年导致约1980万人死亡。可穿戴技术与人工智能的融合正在推动心血管医疗从间歇性临床监测转向连续实时监测。本叙述性综述综合了消费级与医疗级可穿戴设备结合AI算法用于连续心血管监测的现有证据，重点关注真实世界转化应用与全球健康公平。综述考察了智能手表（光电容积脉搏波PPG与单导联心电图ECG）、连续心电...
2019冠状病毒病（COVID-19）大流行凸显了快速、准确、即时诊断技术的需求，并推动生物传感器作为下一代分析平台受到关注。然而，生物传感器性能由生物探针—靶标识别、传感器制造、结构优化和信号解释等相互关联的过程共同决定。由于这些过程涉及多个交互变量，传统经验方法在高效优化传感器性能和解释复杂分析信号方面存在局限。人工智能（AI）...
疟疾仍是严重全球健康问题，尤其在耐药疟原虫和气候变化扩大分布地区。为满足快速高灵敏诊断需求，本文提出一种新型表面等离子共振（SPR）生物传感器设计，采用 N-FK51a+SiO2+Cu+HfO2+BP 多层结构。传感器性能通过传输矩阵法（TMM）和有限元法（FEM）分析，并用有限差分时间域（FDTD）仿真验证。引入 SiO2、Cu、...
神经退行性疾病、糖尿病、癌症和传染病仍是全球重大健康问题，尤其在缺乏快速准确诊断手段的中低收入国家。传统生物芯片传感平台虽有效，但常受复杂仪器依赖和大数据处理能力不足的限制。本综述系统评估人工智能（AI）与生物芯片技术整合以提升生物医学诊断的进展，重点分析光谱、纸基、实验室芯片和微流控平台与强化学习、机器学习和深度学习模型结合的最新...
嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法有效，但受高成本、细胞因子释放综合征、神经毒性及患者反应异质性限制。当前监测依赖主观症状、常规检验和生命体征，缺乏对CAR T细胞扩增的实时定量评估。作者提出概念验证型无标记快速光学成像（ROI）生物传感器，结合机器学习分析，直接从全血定量CAR T细胞。微流控平台在单芯片整合红细胞去除、CAR T细...
本文提出一种智能无标记表面等离子共振（SPR）传感器，用于检测血液中血红蛋白（HB）浓度和尿液中葡萄糖浓度。该传感器采用 Kretschmann 构型，在 BK7 棱镜表面沉积银（Ag）薄膜以激发表面等离子体，并结合 HfO2、VO2 和 AlSb 等功能层优化场限制与灵敏度。作者利用有限元法（FEM）进行数值模拟，优化各层厚度，并...
本文中的SARS disorder指一种泛化的急性严重呼吸窘迫状态，以呼吸频率异常、血氧饱和度异常、发热和心血管应激指标为特征，并非新冠诊断系统。研究通过NetLogo构建多智能体仿真框架，分析情境感知的SARS disorder管理系统。系统利用交互智能体和非单调、情境敏感推理，降低生物传感器记录带来的不确定性并处理不一致。知识推...
胆碱是参与神经传递、脂质代谢和婴儿神经发育的关键微量营养素，早期摄入不足可能导致认知与发育缺陷，因此需要持续监测婴儿食品中的胆碱水平。本文提出一种低成本纸基鲁米诺-钴化学发光（PLC-CL）生物传感器，用于在牛奶中实时定量胆碱，并结合智能手机成像与机器学习算法进行分析。该平台通过胆碱氧化酶（ChOx）催化胆碱氧化生成过氧化氢（H2O...
食品安全需要快速准确检测大肠杆菌O157:H7等食源性病原菌。本文报道了一种便携式电化学免疫传感器，并结合机器学习（ML）实现定量预测，即使阻抗响应与浓度并非严格线性也能准确推断。该传感器采用蛋白A介导的定向抗体固定化策略修饰金电极，通过电化学阻抗谱（EIS）和循环伏安法（CV）监测目标结合。为超越单参数等效电路拟合，作者利用弛豫时...
基于细胞的免疫生物传感器是研究生物细胞免疫反应的新型平台，可提供更接近生理和病理状态的实时信息。这些系统以活免疫细胞为主要组分，能够高灵敏度、无标记地检测疾病相关生物标志物和细胞特征。与微流控及器官芯片技术的结合，使细胞微环境可被精确操控，不仅实现高通量筛选，也推动更小、更便携的即时检测系统发展。本文综述了微流控细胞基免疫生物传感在...
快速且可操作的病原菌鉴定仍是假体关节感染（PJI）诊断中的重大未满足需求。现有方法要么快速提供宿主反应信息但缺乏病原特异性，要么需数天至数周才能鉴定病原。本文报道一种化学电阻纳米传感器阵列，结合机器学习，基于挥发性有机化合物（VOC）谱实现同日病原菌特异性检测。19 通道阵列先在体外对 ESKAPEE 病原菌验证，径向基函数支持向量...
铜离子（Cu2+）是生物体必需的第三大金属离子，参与多种代谢与氧化还原酶功能，但缺乏或过量均可引发疾病。为快速、高选择性地识别 Cu2+，基于表面等离子共振（SPR）的光学折射率传感器受到关注。本文设计并讨论了一种四象限圆形网格折射率生物传感器（FQCGRIB），并结合机器学习方法用于 Cu2+ 等重金属离子检测。该传感器以 SiO...
本文提出一种集成石墨烯的紧凑双带太赫兹（THz）超材料吸收体，用于高性能生物传感。该结构由四个同心八边形环组成，其中两个为金环、两个为石墨烯环，置于二氧化硅（SiO₂）基底上，背面为金接地层。金环产生双共振响应，石墨烯层通过改善与自由空间的阻抗匹配增强吸收并引入可调性。器件在0.9623 THz和1.4079 THz处实现近单位吸收...
通常光纤生物传感器的响应分析主要关注光谱幅度和波长漂移，因此未充分利用整个光谱范围。若利用完整光谱，则可挖掘其中包含的更多信息以提升传感器性能，但这需要处理每个测量光谱中的大量数据。降维技术可简化该任务，同时需确定哪些光谱区域提供关键信息。特征缩放是机器学习中的数据预处理工具，用于调整变量数值尺度，使各特征具有可比权重，并突出信息量...
转基因作物种植的全球扩张增加了对快速、可靠且低成本检测转基因成分平台的需求，以支持可追溯性、法规合规和准确标识。常规分子检测如聚合酶链式反应（PCR）和等温扩增灵敏特异，但依赖复杂仪器和专业人员，限制现场应用。本文报道一种基于柠檬酸封端金纳米颗粒（AuNPs）的无标记、无扩增纳米生物传感器，用于直接比色检测与 MON87701 转基...
蛋白纳米孔在蛋白识别和肽测序中前景广阔，但相比核酸，蛋白分子性质更复杂，限制了其在生物传感器中的广泛应用。本文基于珊瑚 Orbicella faveolata 的 α-螺旋 actinoporin 同源蛋白 Fav，构建了工程化 RN1-Fav 纳米孔，并将其稳定插入商用 MinION 设备的聚合物膜中，用于检测人组蛋白。对每次测量...
纳米孔传感有望革新蛋白质组学，但现有方法通常依赖群体聚合，即对数千个转位事件进行统计平均以识别蛋白或肽特征。该策略适用于纯样品，却难以在复杂异质混合物中实时确定单个分子身份。本文利用炭疽毒素保护性抗原（PA）纳米孔，实现了从单个独立转位事件对肽进行高保真分类，无需群体平均。与通常使用的静态纳米孔不同，PA 孔具有动态活性位点夹钳，可...
临床心理学长期依赖自我报告，但自我报告易受记忆、注意、自动加工、污名、社会呈现及法律后果等因素影响，并可能产生共同方法偏差。本文以酒精使用评估为例，综述一类新兴的可穿戴经皮酒精生物传感器。经皮传感器通过检测皮肤表面气隙中由汗液和不显性出汗释放的乙醇蒸气，被动、连续地记录饮酒行为。文章指出经皮酒精评估面临时间滞后、出汗与环境干扰、设备...
本研究提出一种基于光子晶体光纤（PCF）的光学传感器，用于通过红细胞折射率变化检测疟疾。该传感器采用空心中心核，并由五层七边形包层空气孔构成，可促进样品渗入并增强光与物质的相互作用，在保持结构简洁的同时对微小折射率变化具有高灵敏度。不同疟原虫发育阶段引起的红细胞折射率差异被转换为不同的波长位移，从而可区分环状滋养体与裂殖体等阶段。传...