超表面按结构特征可分为反射阵列和透射阵列两类。本文针对 y 偏振入射设计了一种透射阵列超表面，其透射谱具有宽度小于 3 nm 的窄带凹陷。通过调节矩形散射体的线性几何参数，实现了 x 与 y 偏振入射透射率比在 0.031% 至 1% 范围内可调的偏振器。基于该偏振器的窄带偏振敏感性，进一步设计了可见光波段生物传感器，用于检测 1....
微生物燃料电池生物传感器（MFC-biosensor）灵敏度较低是其应用的关键挑战。本研究考察了两种控制模式对传感器灵敏度的影响，并揭示其生物电化学机制。结果表明，与固定外电阻（ER）模式相比，将 Shewanella loihica PV-4 MFC-biosensor 的阳极控制在恒电位（CP）模式时，其灵敏度提高 6.1 倍。...
基于报告基因技术的细胞检测在生物传感中应用广泛，可提供目标分析物的生物利用度和细胞毒性信息，但基因转录与翻译导致检测时间较长是其主要缺点。本文报道了两种稳定表达人雌激素受体α和β的酵母生物传感器，并采用NanoLuc作为报告蛋白，以升级广泛使用的酵母雌激素筛选（YES）检测。同时，作者开发了基于嵌合绿色发光荧光素酶PLG2的活力对照...
为优化微生物宿主以大规模生产高价值代谢物，常需对宿主基因组进行多轮突变与改造。本文报道了一种基于流式细胞分选（FACS）富集 L-DOPA 酶联生物传感器的三轮筛选策略，用于提高酿酒酵母中 L-DOPA 产量。该方法仅构建一次带条形码的体外转座子介导基因破坏文库，并通过同源重组将同一文库整合到每轮更新后的背景菌株中，从而避免每轮重新...
从中药中筛选特定蛋白靶点的生物活性配体是药物发现中重要而困难的任务。本研究建立并应用表面等离子共振生物传感器基有效成分识别系统（SPR-AIRS），从中药提取物中筛选p38丝裂原活化蛋白激酶（p38）配体。重组p38蛋白经EDC/NHS共价固定于SPR芯片，并用阳性抑制剂SB203580验证芯片适用性。随后对34味p38相关中药进行...
微生理系统（MPS，器官芯片）可模拟人体器官功能，是发现可转化生物标志物、药物和再生疗法的重要技术。由于MPS需要复杂微尺度解剖结构和异质细胞群，其可重复、标准化制造与运行仍是主要挑战。本文作为展望，评估MPS监测的三个阶段：过程、发育和功能，并讨论所需传感器的独特特征与剩余技术挑战。MPS监测需要非破坏性、连续生物传感器和成像技术...
本研究采用简单且低成本的分散胶体技术，制备了基于氧化锌（ZnO）-氧化铜（CuO）复合纳米表面的生物传感器，并比较了 ZnO:CuO 体积比为 1:1、1:2 和 2:1 的混合分散液。所得均匀纳米晶传感表面沉积在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底上，并通过扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和拉曼光谱进行表征。结果表明...
电场（EF）能够激发极化微管（MTs）的振动，从而使其可用于检测微管或细胞的生物物理性质。为支持该类传感器开发，本文基于考虑微管结构细节的分子结构力学模型（MSM），研究交变电场诱导的微管振动模式及相应频率。对横向或轴向电场作用下的 13–3 微管，获得了横向振动、径向呼吸振动和轴向振动模式。同时考察了生理或病理过程中微管蛋白相互作...
炎症反应启动后，细菌病原面临改变的组织微环境，其代谢活性与生长速率会受到影响，但长期动态分析困难。本文建立了一种用于在持续皮肤感染中于单细胞水平连续数天测量金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）生长速率的体内生物传感器。该传感器基于光转换荧光蛋白 mKikumeGR 的稀释与新合成：在感染...
本文是一篇关于低成本、易用、便携式生物传感器系统用于诊断膀胱功能障碍的观点/综述。间质性膀胱炎病因不明，诊断依赖疼痛、尿急、尿频等临床参数及尿常规、尿培养、膀胱镜、活检、水扩张等，缺乏可靠标志物。作者指出已有实验室发现IC尿液生物标志物，但临床转化受限于质谱等平台复杂昂贵。实时监测生物标志物有助于预防、早诊和降低发病率，可通过生物/...
霉菌毒素是真菌产生的低分子量次级代谢产物，广泛污染谷物、饲料、酒类及奶制品，具有致癌、肝肾毒性和免疫毒性等风险。目前市场上已有大量霉菌毒素商业检测试剂盒，主要包括酶联免疫吸附试验（ELISA）、膜基免疫分析、荧光偏振免疫分析和荧光法。由于霉菌毒素分子量通常小于1 kDa，难以采用夹心法，多数快速方法采用竞争免疫分析，即样品中游离毒素...
本研究评估单室空气阴极微生物燃料电池（MFC）作为生物传感器测定水/废水中可生物降解有机物浓度的潜力。以乙酸钠和蛋白胨为测试底物，在三台MFC中开展极化、温度响应和底物浓度依赖实验，并建立Monod动力学模型解释电流与底物浓度的关系。结果表明，MFC在高乙酸浓度（>2000 mg COD l-1）下性能稳定且可重复；25–35°C范...
动物饲料中残留有毒污染物会进入人类食物链，因此需要快速、灵敏的筛查方法。本研究评估大肠杆菌外膜通道蛋白 TolC 的表达能否作为饲料中污染物的生物标志物。TolC 是多种 ATP 依赖外排泵的共同组分，可在化学应激下上调。作者比较了 RecA 基因失活的大肠杆菌 DH5α 与野生型 BL21(DE3) 对脱氧胆酸(DCA)、顺铂(C...
面对多重耐药微生物带来的临床威胁，快速鉴定病原菌并评估其药物敏感性已成为感染诊疗的关键需求。本文综述了用于细菌病原快速鉴定和药敏检测的新兴分析技术，重点围绕核酸扩增、微流控和生物传感器三大使能方向展开。首先，文章总结了PCR、等温扩增、高分辨熔解分析、数字PCR、测序及CRISPR等核酸扩增技术在病原识别和耐药基因/表型检测中的进展...
聚合物纳米线相关研究在过去十年取得显著进展。丰富的材料种类和成熟的化学修饰使其成为诊断生物传感器件中的功能部件。本综述概述了面向生物分子检测的纳米线传感器相关文献，重点讨论纳米线制备方法与材料。对于电学信号读出，纳米线需保持单线构型并具有明确位置，因此讨论了纳米线对齐问题。部分制备方法天然形成对齐单线，另一些产生无序结构，需要额外操...
本研究构建了一种超灵敏电化学发光（ECL）生物传感器，用于谷胱甘肽（GSH）检测。该传感器以聚-L-赖氨酸（PLL）作为鲁米诺的新型共反应物，以负载于还原氧化石墨烯（rGO）上的聚(鲁米诺/苯胺)纳米棒（PLA@rGO）作为纳米探针。据作者所知，这是首次将 PLL 用作鲁米诺的共反应物。与单独使用 PLA@rGO 修饰玻璃碳电极（G...
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）是引起皮肤、软组织及系统性感染的重要致病菌，快速无标记检测对食品安全、环境监测和临床诊断具有重要意义。本文报道了一种基于长周期光纤光栅（LPFG）的高灵敏生物传感器，用于快速检测S. aureus。LPFG通过芯模与包层模耦合形成透射谱中的衰减带，其共...
本研究以多群体微流控微生物燃料电池（MFC）作为生物传感器，结合综合数学模型，解析其电化学响应并监测复杂底物厌氧降解中的化学与生物过程。模型整合厌氧消化模型ADM1、细菌趋化性、多微生物群竞争及不同电子传递机制，描述阳极液主体与生物膜中微生物和底物的时空分布、电子生成及MFC电流输出。利用合成尿液废水喂养的微流控MFC实验数据验证模...
丝状病毒科病毒可引起病毒性出血热，包括埃博拉病毒病（EVD）和马尔堡病毒病（MVD）。2014—2016年西非EVD暴发导致11308人死亡，病死率为39.5%。暴发期间仅60%患者获得实验室确诊，全球卫生机构认为准确且可快速部署的分子诊断是未来暴发应对的关键，以便快速识别和隔离患者。西非暴发后，多种检测EVD的分子诊断方法被开发，...
六价铬（Cr(VI)）化合物具有高毒性、致突变性和致癌性。现有酶基或细胞基生物传感器虽可用于 Cr(VI) 检测，但对环境敏感、多限于痕量测量且需离线部署。本研究开发了一种接种 Exiguobacterium aestuarii YC211 的三阶段单室微生物燃料电池（SCMFC）生物传感器，用于原位、实时、连续测量 Cr(VI)。...