本研究提出一种石墨烯–银混合超表面生物传感器，用于快速、精准检测 COVID-19。通过 COMSOL Multiphysics 参数优化，该传感器在 1.334–1.355 RIU 折射率范围内实现 400 GHz/RIU 的灵敏度、5.000 RIU⁻¹ 的优值（FOM）和 12.7 的 Q 因子。机器学习框架增强了不同折射率下...
人工智能（AI）正在重塑电化学生物传感系统，为食源性病原菌检测提供新方案。本综述系统总结了机器学习、深度学习、优化算法和图神经网络等AI技术在传感器设计、材料优化与信号处理中的集成应用，重点面向大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等关键病原菌。文章指出，AI可辅助识别分子（酶、抗体、适配体）的序列优化、结构预测与功能筛选，优化电极材料...
污水监测是追踪目标物质动态变化、支持公共卫生干预的新兴策略。本文研究机器学习模型在污水样本分类中的应用，以炎症关键生物标志物C反应蛋白（CRP）为对象，利用吸收光谱数据区分从0到10^-1 µg/ml的五个浓度等级。研究未依赖单一模型，而是比较多种机器学习算法，并计算准确率、精确率、召回率、F1分数和特异度等指标。比较分析显示，三次...
光子晶体光纤表面等离子共振（PCF-SPR）生物传感器是精密光学传感平台，可检测微小折射率变化。本研究提出一种高灵敏、低损耗、结构简单的 PCF-SPR 生物传感器，用于无标记分析物检测，工作折射率范围 1.31–1.42。除传统仿真外，引入机器学习回归技术预测关键光学参数，并采用可解释人工智能（XAI）方法，特别是 SHAP，分析...
基于变构转录因子（aTF）的即用型诊断在环境监测和人类健康中前景广阔，但天然 aTF 生物传感器通常缺乏真实应用所需的灵敏度与选择性，传统定向进化难以同时优化多个性能。为此，作者开发了一种多目标、机器学习（ML）指导的无细胞基因表达工作流，用于工程化 aTF 生物传感器。该方法快速生成高质量序列-功能数据，并转化为带方向标签的成对增...
早期确定水稻矿质营养缺乏的类型和程度，对及时采取农艺措施、防止减产具有重要意义。本研究构建基于机器学习的智能 microRNA 生物传感平台，利用植物 microRNA 数据识别水稻氮（N）、磷（P）、钾（K）和硫（S）缺乏的类型与严重程度。采用基于探针–靶标 microRNA 杂交峰电流的电化学生物传感器，测定 14 种水稻 mi...
背景与目的：肝病常隐匿进展至肝硬化或肝衰竭，早期检测受传统诊断限制。本研究提出 LivXAI-Net，一个与物联网（IoT）生物传感器集成的可解释人工智能（XAI）框架，并在模拟实时环境中基于历史数据评估。方法：系统模拟可穿戴汗液、血小板和凝血酶原传感器连续采集数据，使用在 Mayo Clinic 原发性胆汁性肝硬化（PBC）数据集...
乳腺癌是全球重大健康问题，也是女性首位死因。由于癌症类型超过100种且症状各异，早期检测面临挑战。2016—2020年，乳腺癌每年导致每10万名女性中19.6人死亡，凸显早期治疗的重要性。机器学习已成为改善早期诊断和预后、降低死亡率的重要工具。本研究基于CDP乳腺癌数据集，对支持向量机（SVM）、决策树（DT）、随机森林（RF）、逻...
RAS/ERK 通路在多种癌症的诊断与治疗中起核心作用，ERK 活性在单细胞内高度动态，并通过 c-Myc、c-Fos、Fra-1 和 Egr-1 等效应蛋白驱动增殖、代谢等过程。本文利用活细胞 FRET 生物传感器 EKAR3.1 测量 ERK 活性，并与下游靶蛋白的循环免疫荧光（4i）多重染色联用，构建单细胞活细胞信号与固定细胞...
微电极阵列等生物传感器可记录体外神经元活动，为研究神经活性物质提供强大平台。本研究提出一种机器学习工作流，利用图论复杂网络指标分析药物诱导的神经元生物传感器数据变化。以暴露于GABAA受体拮抗剂别库铵（bicuculline, BIC）的皮层神经元微电极阵列记录为对象，BIC已知可诱导过度同步。该工作流将网络特征与同步性结合，并优化...
活动性结核病由结核分枝杆菌（Mtb）引起，感染过程包含多个阶段，导致诊断和治疗困难。潜伏性结核感染（LTBI）患者可在细菌与免疫动态平衡被打破后复燃为活动性结核，并可能传播Mtb。现有诊断常缺乏对LTBI的特异性，也不能提示结核复燃风险。作者假设，利用QuantiFERON-TB Gold Plus（QFT）血浆上清中易获得的免疫谱...
后新冠状态（post–COVID-19 condition）表现为新冠症状持续3个月以上，可能显著影响全球数百万患者生活，且重症新冠患者后续数月再住院风险升高。目前延迟并发症的病理生理机制仍不清楚，持续症状与心肺客观指标之间存在分离。本研究旨在利用单一集成设备 MouthLab 和云端专有分析引擎，开发并验证 Aidar 失代偿指数...
可穿戴传感器技术为假肢使用者的多汗症管理提供了前沿解决方案，直接应对假肢-皮肤界面过度出汗带来的复杂挑战。过量汗液可导致皮肤破损、感染风险增加和假肢贴合度下降，从而降低功能与舒适度。系统内嵌先进生物传感器，可实时监测湿度和皮肤温度，提供汗液产生和皮肤状况的精确数据。数据传至移动健康平台，使用户和临床医生能够即时调整，例如修改假肢材料...
院外心脏骤停是时间敏感急症，无目击事件几乎不可存活。脉搏突然消失是心脏骤停的核心体征，若生物传感器能自动检测并呼叫急救，可能提高生存率，但必须控制误报对公共急救系统的负担。本文报道一种基于消费级智能手表的多模态机器学习脉搏丢失检测系统。首先，利用光电容积脉搏波（PPG）证明，通过动脉闭塞诱导的外周脉搏消失与室颤（VF）引起的中心脉搏...
开发低成本、快速、准确的生物传感器对 SARS-CoV-2 监测和早期检测至关重要。本研究利用 SAGAPEP 人工智能平台设计生物启发肽，用于基于便携式电化学装置并耦合机器学习算法的 COVID-19 唾液诊断。SAGAPEP 支持针对 SARS-CoV-2 刺突蛋白受体结合域（RBD）的分子对接模拟，进而合成生物启发人工智能肽 ...
乳腺癌仍是女性癌症相关死亡的主要原因，亟需早期检测与监测手段。传统乳腺X线、MRI和超声等影像方法在敏感性、特异性、成本和患者舒适度方面存在局限。本研究提出一种用于乳腺癌成像的手持近红外漫射光学断层成像（NIR DOT）探针。NIRscan探针采用多波长发光二极管（LED）和线性电荷耦合器件（CCD）传感器，实时采集光学数据，并基于...
可穿戴与植入式生物传感器正快速进入健康与生物医学领域，用于疾病诊断和生理监测。有线医疗设备可能因导线断裂、感染、电噪声及与植入应用不兼容而引发手术并发症。无线供电无需测量工具与传感系统直接连接，可远程使用生物传感器，并省去电池或能量收集器，从而减小传感器尺寸。据作者所知，本文首次报道一种用于检测蛋白生物标志物的无标记电子生物传感器的...
背景：摄入酒精的微量成分可在汗液和不可感知汗液中检出，但摄入与经皮排出酒精的关系复杂，受环境影响并存在滞后，跨环境实时饮酒检测可行性不明。本研究探索新一代快速采样经皮生物传感器通过机器学习在不同环境中同步检测饮酒的准确性。方法：100名规律饮酒者参加三次实验室会话，操纵酒精剂量、摄入速率和环境条件；14天内现场提供呼气酒精浓度（BA...
小反刍动物贫血常由嗜血胃肠道寄生虫（如 Haemonchus contortus）引起，传统红细胞压积（PCV）检测需抗凝管、微管离心和专门设备，FAMACHA 评分则受环境和主观判断影响。本研究以75只成年雄性Spanish山羊为对象，评估其PCV范围并开发一种便于农场使用的AI增强血液生物传感器。方法上，将30 μL山羊全血滴于...
肺癌是全球癌症相关死亡的首要原因。低剂量CT筛查可降低肺癌特异性死亡率，但筛查依从性低、假阳性率高、过度诊断和过度治疗等问题仍限制其临床转化。本文讨论临床医生在肺癌诊断与治疗决策中面临的困境，并强调一种新型尿液生物传感器平台在肺癌检测决策中的潜在价值。该平台利用经过训练的大鼠对尿液中肺癌相关挥发性有机化合物（VOCs）的高灵敏嗅觉识...