Optical Image Sensors for Smart Analytical Chemiluminescence Biosensors.
光学生物传感器已成为分析生物化学中检测多种生物分子的重要工具，具有高灵敏度和高特异性。本文综述了光学生物传感器与微流控技术集成方面的进展，构建了可在现场快速、高效、微型化分析的芯片实验室（LOC）平台。这些平台利用化学发光（CL）和电化学发光（ECL）等光学现象，实现对分析物的实时检测与定量，适用于医学诊断、环境监测和食品安全。文章...
Soil microbiome characterization and its future directions with biosensing.
土壤微生物组表征通常依赖下一代测序（NGS），如宏条形码和宏组学。这些方法虽推动了微生物学研究，但耗时长、成本高、依赖专业设备和计算资源，且只能在受控实验室条件下进行，难以用于现场快速监测。生物传感技术可弥补上述不足，并与NGS互补。生物传感已广泛用于生物医学和生态毒理领域，具有快速、低成本、便携和可现场部署等优势。对土壤微生物组而...
AI-Assisted Rational Design and Activity Prediction of Biological Elements for Optimizing Transcription-Factor-Based Biosensors.
生物元件（bio-elements）的理性设计、活性预测与自适应应用是合成生物学的重要研究方向。当前该领域的主要挑战在于如何高效设计所需生物元件，并利用海量数据准确预测其活性。人工智能（AI）技术的发展使机器学习和深度学习算法能够在生物元件数据中挖掘规律并预测其性能。本综述探讨了 AI 算法在生物元件理性设计、活性预测以及利用 AI...
Artificial Intelligence in Point-of-Care Biosensing: Challenges and Opportunities.
将人工智能（AI）整合到即时检测（POC）生物传感中，有望通过在患者端直接提供快速、准确且可及的健康评估，革新诊断方法。本综述探讨 AI 技术对 POC 生物传感的变革性影响，重点介绍该领域近期计算进展、持续挑战与未来前景。文章首先概述核心生物传感技术及其在 POC 中的应用，指出可由 AI 解决的现存问题与挑战；随后综述可应用于生...
Mechanism-based and data-driven modeling in cell-free synthetic biology.
无细胞体系已成为合成生物学中灵活的平台，可用于原型合成基因线路、生物传感器开发和生物制造。为简化原型设计，无细胞系统常引入建模步骤，以预测不同实验场景的结果并深入理解其机制与功能。本文聚焦无细胞蛋白合成（CFPS）中机制建模与数据驱动建模的最新进展。机制建模通常采用基于 Michaelis–Menten、Hill 和质量作用动力学的...
MicroRNAs: circulating biomarkers for the early detection of imperceptible cancers via biosensor and machine-learning advances.
本综述探讨microRNA（miRNA）在难以察觉癌症早期检测中的应用，及其推动精准医学和改善患者预后的潜力。早期研究在建立稳健miRNA标志物组合和克服癌症异质性方面面临困难，但近年进展支持miRNA作为敏感且特异性的早期癌症生物标志物，并显示其对症状隐匿或诊断标准困难的癌症具有诊断价值。文章讨论了高通量技术如何实现对早期癌症相关...
Machine learning assisted biosensing technology: An emerging powerful tool for improving the intelligence of food safety detection.
近年来，生物传感器在食品安全评价中的应用受到广泛关注，但其灵敏度、准确性和效率的评价仍在持续。机器学习的出现增强了生物传感器在食品安全评价中的应用，并取得更好结果。机器学习已初步与不同生物传感器结合用于食品安全评价，并显示积极效果。本综述全面总结了用于食品安全生物传感器的多种机器学习方法。首先概述主要机器学习方法，并深入考察生物传感...
A perspective on computer vision in biosensing.
计算机视觉已成为生物传感领域的有力工具，有助于开发用于分析和解释生物数据的创新、精准系统。这种跨学科方法利用计算机视觉算法和技术，从医学诊断、环境监测和食品健康等多种生物传感应用中提取有价值信息。尽管经过多年发展，该领域仍有较大提升空间。本文展望了计算机视觉如何应用于生物传感器的原始传感数据，并阐述其对生物传感应用的优势。随后讨论该...
Tracking of Systemic Lupus Erythematosus (SLE) Longitudinally Using Biosensor and Patient-Reported Data: A Report on the Fully Decentralized Mobile Study to Measure and Predict Lupus Disease Activity Using Digital Signals-The OASIS Study.
系统性红斑狼疮（SLE）是一种以免疫失调和疾病活动波动为特征的复杂自身免疫病。本研究开展完全去中心化的纵向数字研究，利用移动应用和可穿戴设备收集 SLE 患者的患者报告结局（PRO）、生活质量（QOL）及生物特征数据，并用机器学习预测疾病 flare。研究从 LupusCorner 社区招募自报 SLE 诊断的成人，通过 LCR-A...
Diagnosis of invasive fungal infections: challenges and recent developments.
侵袭性真菌感染（IFIs）由酵母或霉菌定植深部组织引起，常见病原包括念珠菌、曲霉、隐球菌和肺孢子菌等。随着免疫抑制患者增多，IFIs全球负担上升，早期准确诊断对控制感染、降低死亡率至关重要。传统显微镜和培养法存在灵敏度低、耗时长、操作复杂且依赖专业人员等局限，难以满足临床需求。近年来，真菌诊断已从传统培养方法发展到多种非培养检测工具...
Classification of bacterial nanowire proteins using Machine Learning and Feature Engineering model.
细菌纳米线（NW）在希瓦氏菌属（Shewanella spp.）和地杆菌属（Geobacter spp.）中已被广泛研究，通常由IV型菌毛或多血红素c型细胞色素形成。通过纳米线进行的电子转移是微生物诱导腐蚀研究中最受关注的机制之一，近年来也引起生物电子与生物传感器领域的兴趣。本研究开发了一种基于机器学习（ML）的工具，用于分类纳米线...
The WE SENSE study protocol: A controlled, longitudinal clinical trial on the use of wearable sensors for early detection and tracking of viral respiratory tract infections.
病毒呼吸道感染（VRTI）极为常见，且无症状或轻症传播可加重医疗系统负担。为探索早期检测与追踪 VRTI 的新机制，本研究提出一项对照、前瞻性纵向临床试验方案。研究拟招募60名18–59岁健康成人，通过鼻内接种减毒活流感疫苗（LAIV，FluMist®）模拟低度病毒挑战，并在接种前7天基线期和接种后5天连续使用可穿戴生物传感器监测生...
An Innovative Random-Forest-Based Model to Assess the Health Impacts of Regular Commuting Using Non-Invasive Wearable Sensors.
本研究调查通勤对人类健康的影响，采用主客观指标评估通勤压力。研究招募45名健康成人（18名女性、27名男性），通勤方式包括公交、驾车、骑行、火车、地铁及公交+火车。参与者连续5天在早晨通勤期间佩戴非侵入式可穿戴生物传感器，采集脑电（EEG）和血压（BP），并记录天气温度；同时通过PANAS量表收集年龄、身高、体重、用药、饮酒和吸烟等...
Sensbio: an online server for biosensor design.
基于变构转录因子（aTF）的生物传感器可用于为多种应用构建遗传电路。文献和在线数据库中包含数百个经实验验证的分子-转录因子配对，但相关知识分散且常不完整。此外，与生物体内可产生的化合物数量相比，已知存在TF-化合物相互作用的化合物比例很低。因此，需要新工具帮助研究者发现新的潜在TF-配体配对。本文提出Sensbio，一种计算工具，通...
Intersection of stem cell biology and engineering towards next generation
人类纤维化疾病是全球重大健康问题，病因异质性强，累及多个器官，现有抗纤维化药物常因疗效不足和预后差而失败。为解析疾病机制并开发治疗策略，体外疾病模型在平台开发方面已取得重要进展。工程化器官芯片平台为纤维化研究和抗纤维化药物发现带来革命性变化。人类诱导多能干细胞和组织工程技术的发展正在推动该领域显著进步。本文综述了近期突破和新兴挑战，...
Advances in Electrochemical Nano-Biosensors for Biomedical and Environmental Applications: From Current Work to Future Perspectives.
现代生活质量高度依赖生物传感器的发展，其在即时检测（POC）技术中发挥关键作用。POC设备可用于快速追踪疾病进展、水质快速分析和食品质量评估。血糖仪、家用早孕试纸和新冠快速检测均是成功生物传感器的典型例子。由于引入选择性生物识别元件，生物传感器可提供高特异性，并以显著降低成本实现便携化。电化学生物传感器平台具有成本低、选择性好、特异...
Advances in non-invasive biosensing measures to monitor wound healing progression.
伤口愈合障碍给医疗系统带来沉重负担。新伤口中细胞外基质（ECM）的合成与沉积是动态过程，持续响应伤口微环境的生化与生物力学信号，决定再生性愈合或纤维化瘢痕愈合。ECM沉积、结构和组成紊乱会导致糖尿病等疾病状态下的愈合障碍。成功ECM沉积与伤口愈合的关键决定因素包括无细菌污染、良好组织灌注以及减少机械损伤和应变。伤口护理者利用这些指标...
Nanozyme-based colorimetric biosensor with a systemic quantification algorithm for noninvasive glucose monitoring.
糖尿病伴随血糖异常升高，早期诊断和血糖管理对防止疾病进展和并发症至关重要。基于生物传感器的比色检测因简单、低成本、无需复杂仪器而具有便携和日常评估血糖的潜力。比色葡萄糖生物传感器通常使用识别葡萄糖的天然酶和检测酶反应产物的显色剂。然而许多天然酶存在固有缺陷，限制其广泛应用。近年来，基于纳米酶的比色检测因高灵敏度、严格反应条件下稳定性...
Application and Progress of Chemometrics in Voltammetric Biosensing.
伏安电化学传感方法与生物传感器及多传感器系统结合，能够快速、准确、可靠地分析复杂样品中主要分析物浓度和整体特征。同时，高维伏安图包含被测物质丰富的电化学特征。化学计量方法是从伏安数据中挖掘有价值信息的重要工具，可辅助伏安生物传感器校准和复杂基质条件下的多元素检测。本综述介绍了伏安生物传感器和电子舌研究中常用的伏安分析技术，然后总结了...
Intelligent biosensing strategies for rapid detection in food safety: A review.
随着经济发展和科技进步，食品安全问题受到越来越广泛的关注，食品安全检测技术也随之快速发展。生物传感器作为一类重要的检测技术，因具有高灵敏度和高特异性而在食品检测中表现突出。近年来，生物传感器与智能手机、3D打印、人工感知和物联网（IoT）等新兴技术不断结合，使食品检测逐步向智能化、便携化和高灵敏化方向发展。本文围绕食品检测对智能化、...