在后新冠疫情时代，病原体的长期监测仍然重要。快速检测病原体有助于准确、便捷地实时监测微生物污染，并改善疾病管理。本文介绍了一种由CRISPR酶引导的、基于表面等离子共振（SPR）的微生物核酸即时检测（POCT）新方法。该方法采用直径125 μm的超细等离子体光纤探针，可一次性插入微型SPR装置，用于污水中痕量SARS-CoV-2病毒...
多路复用是提高生物传感器准确性和决策能力的重要策略。脂质体可封装多种标记分子，提供内在信号放大并支持多种检测格式。作者开发了一种基于电化学（EC）脂质体的平台技术，用于同时检测至少三种分析物，并通过优化封装物、探针在脂质体和捕获珠上的分布、检测设置及脂质体间干扰，确保特异且敏感的检测性能。以甲型流感、乙型流感和SARS-CoV-2核...
DNA 纳米技术涉及设计非天然 DNA 纳米结构，用于生物技术、医学和诊断。本研究引入核酸五路连接（5WJ）结构，用于全长生物 RNA 的直接电化学分析。据作者所知，这是首次报道利用固相杂交探针检测如此长的核酸序列。发夹形电极固定寡核苷酸与三条适配链杂交，其中一条标记亚甲基蓝（MB）。仅当存在特定 DNA 或 RNA 分析物时，四条...
随着食品贸易全球化，食品安全持续受到广泛关注。由受污染食品引起的食源性疾病，尤其是食源性病原体，严重威胁公共健康与经济发展，因此需要发展更灵敏、准确的致病菌检测方法。多种信号放大技术已被用于提高食源性病原体检测灵敏度，其中杂交链反应（HCR）是一种无酶、等温的核酸杂交信号放大技术，因操作简便、易于修饰且可同时实现识别与放大而受到重视...
由病原细菌和病毒引起的传染病（如脓毒症、流感、疟疾）在全球广泛流行，早期快速检测相关病原对于控制传播和防止大流行至关重要。CRISPR（成簇规律间隔短回文重复）技术作为新一代分子诊断技术，因灵活性、灵敏度和特异性突出，在传染病检测中具有重要潜力。尽管已有大量基于CRISPR的生物传感器用于环境监测、食品安全和即时诊断，但其在人类健康...
快速、有效诊断病原体对疾病研究与治疗至关重要。Argonaute（Ago）蛋白是一类新近受到关注的核酸内切酶，具有核酸剪切活性，并表现出不同于 CRISPR–Cas 核酸酶的特异性识别特性；CRISPR–Cas 系统研究广泛，但受 PAM 序列识别限制。因此，Ago 蛋白介导的核酸检测技术近年来受到研究者重视。将 Ago 蛋白用于核...
本文设计了一种基于分支DNA的电化学生物传感器，用于灵敏、特异性地检测特定核酸。该平台以具有三个粘性末端的新型分支DNA作为识别探针，其中含巯基的末端通过Au–S键固定于金电极表面，另外两个粘性末端用于捕获目标DNA。同时，作者将分支DNA修饰的金纳米颗粒（AuNPs）作为信号放大器，使分支DNA探针、目标DNA和DNA修饰AuNP...
电化学发光（ECL）是由电化学反应触发的化学发光，因无需外部光源、背景低、时空可控，在生物传感和成像中具有重要价值。半导体量子点（QDs）作为新兴 ECL 发光体，相比传统分子发光体具有更高发光效率和可调发射波长，有望提升 ECL 生物传感器的灵敏度与通量。本文系统综述了以半导体 QDs 为发光体的 ECL 研究进展：首先讨论不同共...
生物传感器的核心在于对生物标志物的高灵敏、高选择性识别与定量。传统识别元件如抗体依赖分子相互作用，信号转导需额外设计；而 CRISPR-Cas 系统具有可编程核酸切割能力，本身兼具识别与执行功能，可用于构建简单界面和分子电路，检测蛋白质、核酸等多种靶标。本文作为《CRISPR-Cas 系统在生物传感中的应用》特刊编辑前言，旨在展示 ...
近期由SARS-CoV-2、猴痘、H1N1、埃博拉病毒等病毒引起的流行和疫情给人类造成重大破坏、全球经济下滑和心理创伤。多种病毒被发现可能引发严重问题，因此早期诊断病毒并理解其感染模式十分必要。在宿主体内早期检测病毒可为及时、战略性管理提供依据。科学家已开发出若干有效、高效的病毒检测方法。本综述解释了几类诊断技术：基于生物传感器、免...
细小病毒B19（B19V）可感染人类并引起多种疾病，但目前尚无抗病毒药物或疫苗用于防治B19V感染，因此开发灵敏且特异的B19V感染诊断方法对准确诊断至关重要。此前已建立基于CRISPR-Cas12a（cpf1）的电化学生物传感器（E-CRISPR），具有皮摩尔级灵敏度用于B19V检测。本文建立了一种基于Pyrococcus fur...
DNA因其无可比拟的可编程性，已被广泛用作构建精巧纳米结构的“砖块”。其中，基于框架DNA（F-DNA）的纳米结构具有尺寸可控、功能可裁剪和位点可精确寻址等特性，在分子生物学研究和生物传感器应用中展现出巨大潜力。本综述系统概述了F-DNA赋能生物传感器的最新进展：首先总结F-DNA基纳米器件的设计策略与工作原理；随后展示其在核酸、病...
随着分子检测从诊断实验室向现场检测转移日益普遍，对选择性、灵敏性、适应环境变化且成本低的核酸诊断工具需求激增，以支持大规模筛查和疫情暴发时偏远地区的即时检测。基于CRISPR的生物传感器是一种有前景的核酸检测新策略，利用Cas效应蛋白（Cas9、Cas12、Cas13）作为高度特异识别元件，并可结合荧光、比色、电位、侧流层析等多种读...
随着核酸检测在物种鉴定、即时检测、临床诊断、食品安全和法医等领域中的作用日益增强，快速现场检测方法的需求不断增长。核酸检测通常包括样本制备、扩增和检测三个步骤。本综述系统介绍了芯片上实现上述三步的最新进展及其原理。样本制备进一步分为细胞裂解和核酸纯化，并讨论将两步集成于单一芯片的方法。扩增部分涵盖基于PCR和等温扩增的芯片研究，并选...
猴痘是由正痘病毒属猴痘病毒引起的新发人畜共患病，可通过接触感染者、动物或污染物传播，潜伏期约7–14天，表现为发热、淋巴结肿大、头痛、乏力、肌痛和皮疹。由于临床表现与其他病毒或感染性疾病重叠，实验室确诊常依赖实时或常规PCR等核酸检测以及ELISA等血清学检测。作者指出，PCR受样本采集、疾病阶段、引物特异性、假阴性、操作耗时和人员...
2019冠状病毒病（COVID-19）是由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的高传染性和致死性疾病。目前诊断主要基于核酸检测、抗体和蛋白检测，其中定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）是病毒核酸检测的金标准，但耗时长、设备昂贵且需要专业人员。本文报道了一种基于硫化锌/石墨烯（ZnS/graphene）纳米复合...
2019冠状病毒病（COVID-19）的早期诊断依赖于对严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）RNA的特异性与高灵敏检测。本文开发了一种基于无原间隔序列邻近基序（PAM）级联趾介导链置换反应（TSDR）与CRISPR-Cas12a耦合的电化学生物传感器（PfTSDR-CRISPR），用于SARS-CoV-2靶RNA检测...
保障食品和饮水安全是公共卫生的迫切需求。食源性疾病是发达国家和发展中国家疾病与死亡的主要原因之一。据估计，印度每年发生约1亿例食源性疾病和12万例相关死亡。不当农业方式、食品供应链各环节卫生条件差、食品加工行业缺乏预防措施、食品添加剂滥用以及储存处理不当等因素均会影响食源性疾病发生；化学与微生物因素共同作用也参与疾病发展。近期疫情暴...
2019年12月爆发的新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，随着毒力增强和确诊病例增加，对全球公共卫生构成严重威胁，因此亟需准确诊断以快速控制病毒传播。环介导等温扩增（LAMP）是一种新型分子生物学技术，具有操作简便、快速、低成本、高灵敏度和高特异性等优点。过去两年，新冠疫情暴发和病毒株持续变异对病原体...
成簇规律间隔短回文重复（CRISPR）系统是原核生物抵御噬菌体和质粒入侵的天然适应性免疫系统。CRISPR-Cas系统分为两大类六型，其中VI型中的CRISPR/Cas13a系统因具有Cas13a蛋白的反式切割活性和crRNA的高特异性，在分子诊断、基因治疗、基因编辑和RNA成像中应用最广。本文综述了CRISPR/Cas13a系统检...