多种循环miRNA与急性心肌梗死（AMI）的病理过程密切相关，因此检测循环系统中的心肌miRNA对AMI的诊断和治疗具有重要意义，尤其有助于早期诊断。基于心肌miRNA的特点，作者开发了一种超灵敏、多靶标电化学发光（ECL）传感平台，采用通用探针将DNAzyme与杂交链反应（HCR）放大相耦合。靶miRNA与辅助链形成环状单元，剪切...
L-肉碱是由 L-赖氨酸和 S-腺苷-L-甲硫氨酸衍生、参与真核生物长链脂肪酸转运的活性化合物，广泛用于医药、食品和饲料工业。原核生物中尚未发现天然 L-肉碱生物合成途径，真核微生物生产因培养复杂、滴度低而缺乏经济性。本研究对大肠杆菌进行代谢工程改造，以 L-肉碱生产为目标。作者鉴定并功能表达来自粗糙脉孢菌（Neurospora c...
在多种生物医学应用中，生物标志物检测要求高灵敏度、高选择性和易于使用。有机电化学晶体管（OECT）是一类有前景的器件，兼具微创性和良好信号转导能力，但缺乏固有选择性，需通过特定策略实现生物医学适用性。本文报道了一种生物传感器，在 OECT 架构中引入由适配体、金纳米粒子和石墨烯层级化组织构成的新型门电极，以优化最终响应。所制备的生物...
C反应蛋白（CRP）是一种急性期反应蛋白，在炎症/感染急性期由脂肪细胞和巨噬细胞产生的白细胞介素-6等炎症细胞因子刺激下进入血液。CRP检测被广泛用作急性和慢性炎症疾病的代表性标志物。随着诊断技术提高，CRP不仅作为传统生物标志物，也被用于多种疾病。现有商业化CRP检测以酶联免疫吸附试验（ELISA）为主，ELISA选择性和灵敏度高...
细菌的存在对食品安全构成重大威胁。细菌代谢过程中释放的挥发性化合物可用于评估细菌污染。吲哚是大肠杆菌（E. coli）释放的主要挥发性分子，本研究选择吲哚作为指示物以检测大肠杆菌的存在。本文采用石墨烯场效应晶体管（G-FET）基于吲哚与石墨烯之间的π-π堆积相互作用检测挥发性分子吲哚。G-FET器件暴露于吲哚后发生电信号变化，该变化...
食品工业对实时检测食品中多种分析物的需求日益增加，生物传感器因特异性高、灵敏度高且可实时工作，成为传统分析方法的替代方案。本文针对酶促安培生物传感器在食品样品检测中的测量时间问题，提出一种基于数学建模的实时预测方法。作者观察到生物传感器的安培响应曲线在不同测量中具有可重复的趋势，并取决于电化学池内发生的酶促氧化还原反应及被测物。为此...
DNA甲基化是指CpG二核苷酸中胞嘧啶5′碳上添加甲基，是调控基因表达的重要表观遗传修饰，参与多种细胞过程。DNA甲基化失调与癌症等多种疾病密切相关。本文综述DNA甲基化如何影响肿瘤发生，并列举常出现异常甲基化的实体瘤实例。文章解释单基因和全基因组水平DNA甲基化分析方法的原理，包括基于亚硫酸氢盐转化、甲基化敏感限制性内切酶以及5-...
受非厄米系统中异常点（EP）传感的启发，本文提出一种用于检测低浓度分析物的无标记生物传感器。该传感器采用特殊的共振光学隧穿（ROTE）多层谐振器结构，由输入/输出棱镜、聚二甲基硅氧烷（PDMS）隧穿层、硅酸盐玻璃损耗腔与传感腔以及样品耦合层组成。由于异常点附近存在平方根拓扑，被识别的目标分析物会使系统偏离异常点，并在透射谱中产生可分...
本文报道了一种基于表面等离子耦合发射（SPCE）的荧光夹心免疫分析方法，用于定量检测急性心血管疾病关键生物标志物心脏肌钙蛋白I（cTnI）。该芯片采用2 nm金/50 nm银双金属薄膜，检测抗体偶联Alexa Fluor 488染料，使激发态染料分子与等离子体薄膜发生近场非辐射耦合，通过反向Kretschmann构型产生方向性SPC...
场效应晶体管（FET）生物传感器因高灵敏度、可微型化、分子级极低检出限、可与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术集成以及无标记检测等优势，被广泛用于疾病筛查中的无标记生物分子传感。尽管FET传感器可针对多种疾病，传染病检测仍对更高精度和集成化提出迫切需求，以实现诊疗现场（PoC）诊断。新冠疫情凸显了快速、特异、可靠居家检测设备的全球...
转录因子通过结合基因组DNA的特定区域调控基因活性，其选择性依赖于特异性与非特异性相互作用的精细平衡，但二者难以同时定量。本文利用反射幻影界面（Reflective Phantom Interface, RPI）——一种基于光学反射率的无标记生物传感器——研究酿酒酵母基因调控因子Gal4的N端结构域与含或不含有其共识序列的双链DNA...
过去二十年，欧洲及其他地区海洋生物毒素常规监管检测已从小鼠生物测定(MBA)逐步转向高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)等高端分析技术。此前，由于缺乏商业认证分析标准，这些方法难以被接受；如今多家机构提供标准品，促进了方法开发与验证。然而，高端设备昂贵、流程长且需专业人员，仍给常规监测实验室带来挑战。在发展中国家，水产养殖...
配体可诱导G蛋白偶联受体（GPCR）形成多种构象，这些构象决定不同信号级联及行为后果。5-羟色胺2A受体（5-HT2AR）是经典致幻剂、非典型抗精神病药和神经可塑性促进剂的重要靶点，但现有方法难以在体内外直接评估其构象变化。本研究基于5-HT2AR结构开发了遗传编码荧光传感器psychLight，将受体第三胞内环替换为循环置换绿色荧...
背景：感染后 SARS-CoV-2 抗体滴度低且数月内降至不可测，引发长期免疫担忧；需同时评估抗体水平和抗原-抗体相互作用亲和力（avidity）。方法：开发检测探针“plus”面板（TOP-Plus），在已报道的 SARS-CoV-2 TOP 检测（总抗体 TAb、替代中和抗体 SNAb、IgM 和 IgG）中嵌入新开发的 avi...
农药残留严重威胁环境与人类健康，亟需快速、低成本且高灵敏的检测手段用于食品和水体监测。相比色谱等常规方法，酶抑制型生物传感器结合荧光探针具有选择性好、灵敏度高、操作简便并可原位实时监测等优势，但单一酶靶向传感器受农药结构多样性和作用靶点差异限制。本文提出多酶靶向荧光探针设计策略（MEET-FD），开发了一种新型荧光探针3CP，可同时...
糖尿病（DM）已成为全球重大健康问题，血糖水平是评估病情进展和指导治疗的关键指标。本文系统综述了可用于识别和预测血糖水平的生物传感器技术及相关算法。首先，介绍了基于不同生理体液的葡萄糖监测技术，包括血液、汗液、组织间液、眼液及其他可用体液，并讨论了有创、微创和无创传感方式的发展。其次，综述了将原始传感数据转化为血糖数值的方法，包括基...
苯酚是化学工业废水中常见的污染物，易经皮肤和黏膜吸收，对健康和环境构成潜在威胁。本研究制备了一种双室微生物燃料电池（MFC）生物传感器，用于检测苯酚。将不同浓度苯酚（100、250、500 和 1000 mg/L）作为唯一底物加入 MFC，并测量输出电压变化。加入上述浓度后，最大输出电压分别为 360±10 mV、395±8 mV、...
石墨烯纳米带（GNRs）是石墨烯的一维单层长条结构，具有六角蜂窝晶格。其电导率、可调带隙、光学性质、热导率、高机械强度和超高比表面积使其成为生物医学应用的候选材料；通过改变边缘官能团和几何形状可显著调控其性质。GNRs 具有宽电位窗口和超高比表面积，可负载传感元件，因此成为优异的生物传感平台。本文综述了 GNRs 的结构类型、理化与...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）检测对防控传染病和疾病治疗至关重要。本文合理设计了一种基于 Au@Ti3C2@PEI-Ru(dcbpy)3^2+ 纳米复合材料的电化学发光（ECL）生物传感器，实现了对 SARS-CoV-2 依赖 RNA 的 RNA 聚合酶（RdRp）基因的灵敏检测。同时引入 DNA walker...
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...