非小细胞肺癌（NSCLC）是全球癌症死亡的主要原因之一。尽管化疗和靶向治疗不断进步，过去40年其5年生存率仍约为16%。微小残留病灶（MRD）指原发肿瘤切除后，患者生物液体中仍存在孤立肿瘤细胞或循环肿瘤细胞，但无临床癌症征象。液体活检作为无创疾病监测和治疗指导手段，可用于检测NSCLC早期、治疗后MRD、靶向治疗耐药、免疫检查点抑制...
液体活检可微创、实时监测肿瘤基因组，是癌症诊断、预后和治疗决策的重要方法。癌症液体活检主要包括循环肿瘤细胞（CTC）和无细胞循环肿瘤DNA（ctDNA）分析。ctDNA是血液中无细胞DNA的肿瘤来源组分，通常依据癌症特异性突变检测；因其高度片段化和浓度极低，检测难度大。现有方法多耗时、复杂且昂贵。本文开发了一种基于金纳米颗粒（AuN...
细胞外囊泡（EVs）是携带多种生物标志物的多功能载体，参与多种人类疾病的发生发展。尽管EV在诊断中的应用受到越来越多的科学和商业关注，但传统生物分子技术通常需要较大样本量，依赖操作者且耗时，且难以适应EV的纳米尺寸范围，从而限制了检测灵敏度与结果重复性。生物光子学即基于光的方法，用于EV诊断检测，已推动开发出具有优异灵敏度的创新平台...
外泌体是细胞分泌的细胞外囊泡亚型，因携带肿瘤微环境信息而成为液体活检和早期癌症诊断的潜在标志物。然而，目前仍缺乏简单可靠的外泌体分离方法，标准化提取与纯化不足导致实验室间可比性差。传统离心、免疫亲和和尺寸排阻色谱等方法存在纯度低、耗时费力、回收率低等问题。为克服这些缺陷，基于生物传感器的外泌体分离与检测一体化技术近年发展迅速。本文综...
癌症已成为威胁人类健康与生命的主要疾病之一。循环肿瘤DNA（ctDNA）检测作为一种实用的液体活检技术，是癌症诊断、靶向治疗和预后评估的有前景方法。本文首次研究了一种基于均匀尺寸、高响应硅纳米线（SiNW）阵列的场效应晶体管（FET）生物传感器，用于实时、无标记、超灵敏检测PIK3CA E542K突变ctDNA。利用与互补金属氧化物...
转移是决定癌症患者治疗与生存的关键复杂过程，临床亟需实时监测转移状态以指导治疗。本文提出一种基于秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的微流控生物传感器（WB biosensor），在明确环境中快速监测与转移相关的生化线索。与传统生物标志物方法相比，该传感器成本低、通量高，仅需对输出进行视觉量化。将成年线虫置于...
本文系统综述了2005—2020年间发表的71篇表面等离子共振（SPR）生物传感器论文，重点回顾其在癌症液体活检中的应用。作者按所开发传感器是否经过临床或方法学验证将其分为两类：对已验证传感器进行简要表征，对未验证传感器以表格形式列出。综述重点讨论SPR生物传感器在评价现有癌症标志物诊断效能和发现新癌症标志物中的应用，并指出其中7个...
外泌体是由几乎所有真核细胞主动分泌的一类细胞外囊泡，直径约30–150 nm，富含脂质、蛋白质和核酸，存在于血清、尿液和唾液中，因可携带亲代细胞的疾病相关信息，被视为癌症早期诊断和治疗反应评价的下一代可靠生物标志物候选者。外泌体定量对临床研究与转化应用至关重要。与传统材料相比，纳米材料因尺寸小、比表面积高、结构可调，具有更优的光学、...
循环肿瘤DNA（ctDNA）的定量检测对液体活检至关重要，但其在体液中含量极低，检测难度大。为满足该需求，作者建立了一种基于镧系配位聚合物（Ln-CPs）定量循环DNA聚合的ctDNA检测方法。首次利用焦磷酸根离子（PPi）与三价铈离子（Ce3+）的配位作用，制备了无有机配体的PPi-Ce配位聚合物网络（PPi-Ce CPNs），其...
中枢神经系统肿瘤是儿童和青少年最常见的实体瘤，也是癌症相关死亡的主要原因。这些肿瘤生物学异质性高，包含多种不同实体。分子诊断在儿童脑肿瘤中已建立，有助于更准确的患者分层。靶向、生物标志物驱动治疗的出现，提高了对肿瘤内分子改变进行纵向监测的需求，以指导精准医学治疗。然而，诊断仍主要依赖原发肿瘤分析，随访通常采用影像学技术，缺乏可能改变...
本研究将碳包覆超顺磁氧化铁纳米花（Fe3O4@C）作为侧流层析免疫分析（LFIA）标签进行研究。该纳米花通过一锅溶剂热法合成，由多个超顺磁磁铁矿核嵌入含羧基的黑碳包覆层构成，兼具磁分离能力和适合免疫分析的尺寸。作者以生物素—链霉亲和素体系为模型，采用碳二亚胺化学将链霉亲和素偶联到纳米花表面，并在含生物素检测线的试纸条上验证其功能，分...
无标记生物传感器可集成到芯片实验室平台，相比标记法具有小体积、快速、低成本优势。本研究以氧化石墨烯丝网印刷电极（GPHOXE）为基底，将失活 Cas9（dCas9）蛋白与合成向导 RNA（sgRNA）共价固定，作为生物识别受体，用于循环肿瘤 DNA（ctDNA）的无标记检测。通过序列特异性识别肿瘤相关突变（PIK3CA 外显子 9 ...
癌症患者的体液免疫反应可用于疾病早期检测。针对肿瘤相关抗原（TAA）的自身抗体是用于癌症诊断、预后和治疗监测的有希望临床生物标志物。本研究报道一种一次性电化学多重免疫传感平台，可整合难以表达和易于表达的结直肠癌（CRC）TAA，用于敏感测定8种CRC特异性自身抗体。该平台以磁性微载体（MBs）为固相支撑，通过HaloTag技术共价固...
本文提出一种基于DNA四路连接体（FWJ）的比率荧光生物传感器，用于循环肿瘤DNA（ctDNA）分析。作者首先设计并制备了三个用于构建FWJ的发夹结构燃料链：FWJ1在5′端标记Cy5，FWJ2在3′端标记Dabcyl，FWJ3在5′和3′端分别标记FAM和Dabcyl。形成FWJ所需的另一关键链是由目标ctDNA引发的链置换扩增（...
膀胱癌是全球第九大常见癌症，早期检测对成功治疗至关重要，但目前尚缺乏令人满意的早期诊断工具，寻找合适生物标志物十分必要，芳香化酶是潜在候选物。本研究旨在确定芳香化酶能否作为膀胱癌的生物标志物。作者采用表面等离子共振成像（SPRi）生物传感器对芳香化酶进行定量测定，单次测量仅需3 µl血浆。结果显示，膀胱癌患者（n=78）血浆芳香化酶...
外泌体是携带核酸、蛋白质和脂质等分子信息的膜性纳米囊泡，可反映亲代细胞的生物学与遗传特征，并被视为无创癌症生物标志物。本研究开发了一种基于分支滚环扩增（BRCA）和适配体的荧光检测方法，用于胃癌外泌体的定量检测。MUC1特异性适配体识别胃癌外泌体表面过表达的MUC1糖蛋白；未结合适配体经22 nm滤膜去除，外泌体-适配体复合物经高温...
循环肿瘤细胞（CTCs）在血液中可为癌症检测、诊断和治疗监测提供重要信息。本文报道一种基于微流控狭窄通道的生物传感器系统，集成嵌入式电极，用于检测并计数血液中的癌细胞。该传感器在细胞通过狭窄通道时测量多频率阻抗幅值和相位。癌细胞在通过时发生变形，而血细胞保持完整，从而产生差异阻抗谱，可用于检测和计数CTCs。论文报道两种器件构型：一...
细胞释放的外泌体在细胞间通讯中发挥重要作用，并在癌症早筛和预后评估中具临床潜力。本文开发了一种基于二维MoS2–Fe3O4纳米结构（MOFE）作为磁响应探针的超灵敏巨磁阻（GMR）生物传感器，用于外泌体检测。MOFE通过简单相转移法合成；与纯Fe3O4磁性纳米颗粒（MNP）相比，层状MoS2可作为模板招募高密度MNP，形成多磁性颗粒...
癌症是全球范围内致死率极高的疾病，早期检测有助于降低死亡率。在临床癌症诊断中广泛使用的生物标志物中，细胞外非编码RNA作为核糖核酸生物标志物已成为分子诊断的前沿候选物。其中，microRNA（miRNA）因种类丰富且在体液中稳定性高而具有优先价值。本研究针对人类常见致死性癌症，系统分析其miRNA表达谱，旨在确定miRNA上调或下调...
本文报道了一种低成本、高灵敏且高特异性的 DNA 场效应晶体管（FET）生物传感器，用于快速检测肿瘤蛋白 53 基因（TP53）常见突变。该传感器由商用低成本 n 沟道增强型 FET 与金电极传感垫串联构成，金电极表面通过硫醇自组装固定 TP53 突变探针 DNA，用于捕获互补靶 DNA。研究主要采用电化学方法对传感垫进行优化，尤其...