由于新兴污染物（ECs）在水环境中频繁出现且浓度升高，并具有较高的毒性，已对水安全、人类健康和生态环境构成日益严重的威胁，亟需更严格的法规和常规监测。分析化学方法（如HPLC、GC、MS、ICP-MS、AAS）虽准确可靠，但仪器成本高、样品前处理复杂、耗时长且依赖人工，难以满足常规快速检测需求。生物传感器作为有前景的生物替代技术，近...
人体抗体由免疫系统受抗原激活后产生。免疫球蛋白G（IgG）约占血清总抗体含量的75%，可通过与毒素互补相互作用清除病原微生物，控制多种感染。IgG也是自身免疫性肝炎、乙型肝炎病毒（HBV）、水痘、麻疹-腮腺炎-风疹（MMR）及2019冠状病毒病（COVID-19）等病理状态的重要诊断工具。作为重要生物标志物，IgG检测激发了开发稳健...
碳纳米纤维（CNFs）在能源、催化、生物医学、传感和环境科学等领域具有巨大潜力。由于其独特结构、理化性质、功能以及易于表面功能化，CNFs 已在多种传感平台中广泛使用。本综述系统介绍了 CNFs 的多种制备方法，包括静电纺丝、化学气相沉积和模板法，并比较各方法的优缺点；同时概述了 CNF 功能化策略。CNFs 优异的物理化学特性使其...
壳聚糖是由海洋及昆虫甲壳脱乙酰化得到的重要天然聚合物，因环境友好、生物相容性好，可用于多种生物与环境应用。人体及血清、血液和不同体液中生物化合物的传感，相比使用复杂仪器直接测定体液，具有重要应用价值。生物体系尤其是人体流体的生物分析常面临灵敏度、重复性、分析速度和生物相容性不足等问题，且样品处理与测定之间的时间差可能改变生物化合物的...
基于波导的光子生物传感器兼具高灵敏度、小型化、无标记和多路复用等优势；干涉型结构可采用固定波长读出，适合低成本诊断与监测设备。其检测限（LOD）主要取决于传感器对微小折射率变化的响应以及读出系统噪声。尽管提高传感器响应已被广泛研究，噪声优化却较少受到关注。本文提出一种系统化的检测限优化方法，通过实验表征机械噪声、散粒噪声、放大器热噪...
微系统与生物分子集成以及多组分同时检测是重金属污染监测传感器件的关键。本综述汇集近十年光学生物传感器发展的最重要信息，重点讨论与分析特性和应用相关的因素：(i) 信号换能方法，包括发光、比色、倏逝波(EW)、表面增强拉曼光谱(SERS)、Förster共振能量转移(FRET)和表面等离子共振(SPR)；(ii) 所用生物识别分子，包...
本文报道了一种基于常规微加工技术制备的微结构等离子体传感器，可直接适配经典表面等离子共振成像（SPRI）系统。该器件采用200 μm宽的金互指电极，既作为SPR传感基底，又通过施加交流电场在扫描流体中产生介电电泳（DEP）捕获和交流电渗（ACEO）位移，从而将目标物富集到电极表面。作者利用200 nm和1 μm聚苯乙烯微球以及5–1...
酶因其精确的三维催化结构而具有高度特异性和选择性，但酶内氧化还原辅因子与电极之间的电子隧穿距离较长，常受球状蛋白结构绝缘影响。对于电化学活性酶，引入可移动氧化还原介体，尤其是纳米线，可扩散进入和离开酶活性位点，携带氧化还原当量，从而克服长距离电子隧穿限制。纳米线偶联酶因此受到生物传感器和电催化生物应用的广泛关注。本文系统综述了基于纳...
具有非对称栅电容的双栅场效应生物传感器（bioFET）已被证明可突破 59 mV/pH 的 Nernst 极限，但电容放大方案是否改善传感器检测限的结论并不一致。检测限与信噪比（SNR）成反比，因此需要系统研究信号与噪声特性。本文基于超薄硅晶体管开展实验研究，器件在低压下工作，前栅与背栅氧化层电容具有非对称因子 1.4 和 2.3。...
本文提出一种针对光栅型光纤传感器的计量评估方法，旨在对该类传感器性能进行客观评价。研究聚焦于描述光学折射仪和生物传感器性能时最常用的参数，包括灵敏度（区分体积/体相灵敏度与表面灵敏度）、分辨率、响应时间、检测限、特异性（或选择性）、可重复使用性（或可再生性），以及测量不确定度、准确度、精密度、稳定性、漂移、重复性和再现性等通用参数。...
聚酰胺胺（PAMAM）树枝状大分子因具有大比表面积、单分散性、可控尺寸和表面高密度功能端基而受到关注。其表面氨基、羧基等活性基团可用于固定抗体、酶、适配体、DNA探针等生物识别分子，并可作为生物偶联试剂用于化学与生化传感器构建。本文综述了PAMAM在电化学生物传感器和化学传感器中的应用，包括安培、阻抗、电位和电化学发光（ECL）检测...
纳米生物传感器具有极高的理论灵敏度，但实际检测限常不理想。其原因之一是纳米传感器的有效传感区比整个器件基底小多个数量级，而现有探针固定策略往往同时功能化传感区与非传感区，导致目标分子被非传感区消耗，降低传感区结合比例并恶化检测限。本文提出一种自下而上的拓扑选择性功能化方法，利用聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）水凝胶纳米颗粒作...
亲和生物传感器已成为检测和研究多种生物分子的重要分析工具。将其与微流控流室结合，可缩短检测时间、提高灵敏度并降低样品用量。传感器灵敏度与分析物向传感表面的总扩散通量密切相关，因此提高通量可表现为灵敏度提升和检出限降低。本文研究流室高度H对分析物通量J的影响，针对常见生物传感器设计，预测在恒定体积流量下通量按J∝H^{-2/3}标度。...
本文批判性综述了可实现无标记DNA检测的电化学DNA生物传感器的检测限，涵盖其生物电化学换能原理与近年突破。作者根据生物电化学换能性质建立简单分类，比较直接鸟嘌呤氧化、非法拉第阻抗、氧化还原探针标记、长程电子转移、导电聚合物以及法拉第电阻变化等类型传感器的效率。综述指出，电化学DNA传感器相比荧光法具有无标记和直接电换能优势，但检测...
由于蛋白质缺乏类似PCR的扩增手段，极低浓度蛋白的检测限成为蛋白质组学瓶颈。本文提出将生物特异性不可逆捕捞与原子力显微镜（AFM）结合，用于检测极低丰度蛋白。AFM能够识别单个分子及其复合物，而生物特异性捕捞利用大体积样品中分析物与芯片表面固定配体之间的亲和作用，将目标蛋白富集到微小芯片表面。捕捞可在依赖解离常数Kd的可逆模式和不受...