新冠疫情持续演变，对人类健康构成重大威胁，并造成大量死亡。该研究提出一种基于洗牌牧羊人优化的广义深度卷积模糊网络（SSO-GDCFN）方法，用于诊断 COVID-19 的疾病状态、病毒类型和康复类别。该方法首先采集并预处理来自不同生物传感器技术的 COVID-19 数据集，包括患者症状、身体状况、Alpha、Beta、Gamma、D...
亚细胞pH变化在代谢、膜运输及治疗载体释放中起关键作用。现有pH测量多依赖pH敏感荧光团的强度变化，但强度法受传感器浓度、信噪比下降和需要参考荧光团等限制，推断pH不确定度高。本文提出将pH依赖荧光寿命成像显微镜（pHLIM）与深度学习结合，用于在单个囊泡水平准确定量活细胞亚细胞pH。作者将pH敏感荧光蛋白mApple分别融合至细胞...
新冠疫情持续引发关注，即使已有多种快速抗原检测，如何降低误诊率仍是难题。本文针对超快新冠诊断传感器（UFC-19）采集的电化学电流响应数据集，系统评估机器学习（ML）与深度学习（DL）在 SARS-CoV-2 选择性识别中的应用。UFC-19 为电化学生物传感器，可在唾液或水样中快速响应 SARS-CoV-2 刺突蛋白并产生电流信号...
伏安电化学传感方法与生物传感器及多传感器系统结合，能够快速、准确、可靠地分析复杂样品中主要分析物浓度和整体特征。同时，高维伏安图包含被测物质丰富的电化学特征。化学计量方法是从伏安数据中挖掘有价值信息的重要工具，可辅助伏安生物传感器校准和复杂基质条件下的多元素检测。本综述介绍了伏安生物传感器和电子舌研究中常用的伏安分析技术，然后总结了...
维生素B6衍生物（VB6Ds）对生物体生理过程至关重要，但过量摄入可引发神经损伤等健康问题；由于不同VB6Ds化学结构高度相似，其定性与定量分析具有挑战，且深度学习模型在荧光传感任务间的迁移应用仍不足。为此，作者基于金纳米团簇（AuNCs）三维荧光光谱的内在指纹，构建了两种深度学习模型，用于识别五种VB6Ds。半胱胺/N-乙酰-L-...
由于缺乏预测纳米材料活性的通用描述符，当前纳米酶的探索主要依赖试错策略，阻碍了纳米酶的有效设计。本文借助异质结构界面处大量 Ni−O−Co 键，成功确定了预测描述符，揭示了 Ni/CoMoO4 的双酶样活性机制。密度泛函理论（DFT）计算表明，界面工程可加速酶样活性的催化动力学，Ni−O−Co 键是酶样活性的主要活性位点。最后，基于...
遗传编码荧光生物传感器可实时监测活细胞内的生化活动，但其多路复用能力受荧光蛋白发射光谱重叠和可用光谱空间限制。本文开发了一套遗传条形码蛋白，利用不同颜色荧光蛋白与不同亚细胞定位的组合，可生成超过100个条形码，并与常用生物传感器光谱可分离。将表达不同荧光生物传感器的条形码细胞混合后，通过共聚焦光谱成像同时采集条形码与生物传感器信号，...
化学计量学在基于生物传感器的检测、分析和诊断中发挥关键作用。如今，作为人工智能（AI）分支的机器学习（ML）已取得显著进展。然而，新型先进机器学习方法，尤其是以图像分析、人脸识别和语音识别著称的深度学习，在生物传感器领域仍相对少见。本文系统讨论机器学习如何有益于生物传感器。基于传感数据分析，总结最常用机器学习算法的优缺点，重点强调卷...
柔性材料与可穿戴电子的进展使生物电位的无创、高保真记录成为可能，但现有器件制造仍依赖昂贵、耗时且复杂的洁净室微加工。本文提出一种加法定向纳米制造技术，通过气溶胶喷射打印（AJP）将纳米材料与聚合物直接打印成可拉伸传感器和多层可穿戴电子器件。计算与实验研究验证了软电子在可变形、曲面皮肤上的机械柔性与可靠性。无需导电凝胶和刺激性胶带，干...
目前，基于转录因子（TF）的生物传感器难以通过预测性翻译调控获得期望输出。生物传感器系统的基因表达需具备适当的翻译强度，而核糖体结合位点（RBS）通过调节转录因子和报告基因的翻译水平，可微调其动态范围（诱导物存在与缺失时基因表达倍数变化）。然而，现有 TF 生物传感器普遍存在动态范围不可预测的问题。本文阐明了 RBS、翻译水平、蛋白...
细胞外囊泡（EVs，包括外泌体）是疾病诊断中极具前景的循环生物标志物。传统 EV 分析通常需要多种仪器分别获取其物理表型与膜蛋白信息，限制了其广泛应用。本文报道一种基于等离激元的生物传感器技术，用于 EVs 的多功能分析。该系统由功能化表面等离子共振（SPR）生物传感器与等离激元显微镜组成，可在单颗粒水平捕获并成像 EVs。所采集的...