Biosensors for Odor Detection: A Review.
动物能够以高灵敏度和选择性识别环境中数十万种气味。随着生物嗅觉研究进展，科学家从动物嗅觉系统中提取多种生物材料，并将其与不同换能器集成，形成大量气味生物传感器。这些传感器继承了生物体的感知能力，具有优异检测性能。本文主要介绍基于动物嗅觉系统物质的气味生物传感器，系统描述并比较了器官/组织型、细胞型和蛋白型生物传感器的代表性实例，包括...
An Impedimetric Biosensor for Detection of Volatile Organic Compounds in Food.
随着消费者对食品安全与风味接受度要求提高，食品内部劣变或外来污染产生的异味成为质量控制关键。异味响应主要取决于挥发性有机物（VOCs），其检测可为食品品质提供信息。气相色谱/质谱（GC/MS）是检测VOCs的强有力方法，但操作繁琐、成本高且需专业人员。为此，作者设计了一种非法拉第阻抗生物传感器，用于监测与食品腐败相关的VOCs。该传...
Rational Design of Peptides Derived from Odorant-Binding Proteins for SARS-CoV-2-Related Volatile Organic Compounds Recognition.
肽类分子是生物传感器中极具潜力的识别元件。本研究以昆虫气味结合蛋白（odorant-binding proteins, OBPs）为模板，理性设计了一系列用于识别SARS-CoV-2相关挥发性有机化合物（VOCs）的短肽。研究选取乙醇、壬醛、苯甲醛、乙酸和丙酮作为新冠感染呼出气中的代表性VOC标志物，利用分子对接、结构预测和序列分析...
The Porcine Odorant-Binding Protein as a Probe for an Impedenziometric-Based Detection of Benzene in the Environment.
气味结合蛋白（OBP）是一类存在于脊椎动物和昆虫中的小型可溶性蛋白，结构稳定并能结合多种气味分子。苯是 BTEX 类污染物中对人体危害最大的组分，环境中的苯监测通常依赖 GC-MS 等复杂、耗时且需专业人员操作的技术。本研究将猪源气味结合蛋白（pOBP）作为分子识别元件，构建低能耗阻抗生物传感器，用于户外和实时苯检测。金叉指电极经 ...
Detection of Bitter Taste Molecules Based on Odorant-Binding Protein-Modified Screen-Printed Electrodes.
苦味物质常被视为毒性信号，快速可靠地检测苦味分子有助于提高食品和饮料的安全性。本文报道了一种基于果蝇（Drosophila melanogaster）气味结合蛋白（OBP）的苦味分子生物传感器。该 OBP 易获得且成本低，可作为生物敏感材料用于苦味分子检测。基于蛋白-配体相互作用的理论评估，通过分子对接计算 OBP 与苦味分子之间的...
Current and potential biotechnological applications of odorant-binding proteins.
气味结合蛋白（OBPs）是一类小型可溶性蛋白，被认为通过协助挥发性化学物质在脊椎动物和昆虫感觉器官中的运输而促进嗅觉。它们能够与多种疏水化合物相互作用，并具有体积小、稳定性好、易于生产和改造等特点，因此适合作为纺织、化妆品、农药、医药以及军事、环境、健康和安全等领域应用研究的对象。本文在综述OBPs已有生物技术应用的基础上，进一步讨...
Plasmonic biosensors relying on biomolecular conformational changes: Case of odorant binding proteins.
等离激元纳米结构被用于多种分析技术，以检测化学和生物物种，其中也包括气味结合蛋白（OBP）及其与气味分子相互作用的表征。由于气味分子分子量低，常规表面等离子共振（SPR）难以直接检测，因此需要采用其他等离激元传感模式。本章提供基于两种利用 OBP 与亲和伙伴特异性结合后发生构象变化的实验指南。首先讨论用 SPR 监测生物分子构象变化...
Gravimetric biosensors.
重力换能器通过质量变化产生信号，可用于构建气体传感器或生物传感器。本章以气味结合蛋白（odorant binding proteins, OBPs）作为识别元件，针对小分子挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）建立传感方法。所述方法将重组 OBP 固定于经功能化活化的自组装单分子层（se...
A Highly Selective Biosensor Based on Peptide Directly Derived from the HarmOBP7 Aldehyde Binding Site.
本文报道了一种基于直接从 HarmOBP7 醛结合位点衍生肽构建的高选择性压电生物传感器。研究旨在确定能有效结合辛醛分子的肽链最优长度，并将映射 HarmOBP7 醛结合位点的四种气味结合蛋白衍生肽（OBPPs）固定于压电换能器上。通过分子对接计算筛选不同序列的 OBPPs，并将计算得到的配体结合亲和力与实验结果进行关联。与使用完整...
Biosensors to Monitor Water Quality Utilizing Insect Odorant-Binding Proteins as Detector Elements.
在发展中国家，识别清洁可饮用水仍是普遍挑战，粪便污染导致的介水疾病严重威胁公共健康。高效监测本地水源对饮水安全至关重要，但目前缺乏低成本、可靠且能快速检测污染的方法。本文开发了一种体外检测方法，利用来自冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）的气味结合蛋白 AgamOBP1，检测有害肠杆菌科细菌的特征代谢物吲哚。作者证明重组...
Highly sensitive olfactory biosensors for the detection of volatile organic compounds by surface plasmon resonance imaging.
目前，挥发性有机化合物（VOCs）的监测在环境、食品、化妆品、公共安全与疾病诊断等领域具有重要意义。本研究旨在利用气味结合蛋白（OBPs）作为传感材料，开发高灵敏度嗅觉生物传感器。作者设计了三种具有定制结合特性的大鼠 OBP3 衍生物，并将其以微阵列形式固定于同一芯片上，通过表面等离子共振成像（SPRi）检测溶液中的 VOCs。结果...
Progress in the development of olfactory-based bioelectronic chemosensors.
人工化学感官器件在工业、安防和医学中具有广泛应用。动物嗅觉系统探测环境化学性质所表现出的速度、灵敏度和选择性，为这些器件的设计提供了灵感。本综述考察了天然嗅觉系统的分子与细胞组分如何被整合到人工化学传感器，即生物电子传感器中，重点讨论与信号转导系统结合的生物学材料。文章分析了不同生物化学感官材料作为器件核心时的优势与局限，并评估了不...
Protein- and Peptide-Based Biosensors in Artificial Olfaction.
动物嗅觉系统依赖蛋白质，尤其是嗅觉受体（ORs）和气味结合蛋白（OBPs），作为天然传感单元识别气味分子。近年进展表明，这些蛋白质也可作为气相生物传感器中的分子识别单元，用于检测挥发性有机化合物（VOCs）。此外，气味分子与ORs或OBPs之间的相互作用，为设计具有可调选择性的肽段提供了重要灵感。本文综述了采用生物识别单元（ORs、...
Insights from the Molecular modeling, docking analysis of illicit drugs and Bomb Compounds with Honey Bee Odorant Binding Proteins (OBPs).
本文关注蜜蜂气味结合蛋白（OBP）在生物传感器开发中的应用潜力。作者采用分子建模、分子对接和系统发育分析，预测了19种非法药物与爆炸物化合物同43种蜜蜂OBP的结合情况，并讨论通过训练蜜蜂识别相关化合物的可行性。结果显示，若干复合物具有较高对接得分，如OBP16-N-苯基-2-萘胺（-12.25 kcal/mol）、3BJH-快克可...
Field-Effect Transistor Biosensor Platform Fused with Drosophila Odorant-Binding Proteins for Instant Ethanol Detection.
气味结合蛋白（OBPs）因可作为嗅觉生物传感器的传感底物而备受关注。果蝇LUSH蛋白是一种OBP，已知可结合多种醇类，利用LUSH蛋白的技术有望通过气味物检测提供关键信息。本工作以LUSH蛋白为传感底物检测乙醇浓度，并将其与绝缘体上硅（SOI）基离子敏感场效应晶体管（ISFET）融合，以测量LUSH与乙醇分子相互作用产生的电信号。随...
Electronic Olfactory Sensor Based on A. mellifera Odorant-Binding Protein 14 on a Reduced Graphene Oxide Field-Effect Transistor.
本文报道了一种基于还原氧化石墨烯（rGO）场效应晶体管（FET）的嗅觉生物传感器。该器件以蜜蜂（Apis mellifera）气味结合蛋白14（OBP14）作为识别元件，通过连接分子固定在 rGO 栅极表面，用于在水溶液中原位、实时监测多种对蜜蜂具有吸引作用的气味分子。传感器采用无标记检测模式：气味分子与固定化 OBP14 结合后，...
Ligands binding and molecular simulation: the potential investigation of a biosensor based on an insect odorant binding protein.
本研究以模拟生物嗅觉为出发点，探索一种昆虫气味结合蛋白（OBP）作为生物传感器识别元件的基本特性。作者对斜纹夜蛾 SlitOBP1 进行同源建模，并利用分子对接模拟其与 1,536,550 种化合物的结合模式，以评估其广谱配体识别能力。通过重组表达获得大量纯化 SlitOBP1，克服了天然传感材料获取困难。荧光结合实验表明，该蛋白对...
Olfactory biosensor for insect semiochemicals analysis by impedance sensing of odorant-binding proteins on interdigitated electrodes.
昆虫可通过高度灵敏的嗅觉系统在极低浓度下识别数千种半信息素。气味结合蛋白（OBPs）是昆虫嗅觉系统中最关键的嗅觉蛋白之一，也是构建用于化学生态学和生物技术应用的生物传感器的理想候选元件。本研究以东方果实蝇（Bactrocera dorsalis）的 OBP 为识别元件，将其固定于叉指电极上，建立一种用于检测昆虫半信息素的嗅觉生物传感...
A surface acoustic wave bio-electronic nose for detection of volatile odorant molecules.
本文报道了一种基于表面声波（SAW）谐振器的气相挥发性气味分子“生物电子鼻”。该系统由5个SAW谐振器阵列组成，其中3个谐振器分别通过激光诱导正向转移（LIFT）涂覆牛野生型气味结合蛋白（wtbOBP）、牛双突变体（dmbOBP）和猪野生型气味结合蛋白（wtpOBP），另2个作为未涂覆参考。LIFT可在SAW活性区高分辨率、均匀沉积...
Detection of odorant molecules via surface acoustic wave biosensor array based on odorant-binding proteins.
本文报道了一种用于气相检测气味分子的生物传感器阵列，其核心为涂覆气味结合蛋白（OBP）的表面声波（SAW）谐振器。研究首次比较了三种不同 OBP 作为 SAW 器件敏感层的传感性能。该阵列由三个 SAW 器件组成，分别采用滴涂法修饰牛源野生型 OBP（wtbOBP）、牛源 OBP 双突变体（dmbOBP）和猪源野生型 OBP（wtp...