Sensing Nitric Oxide in Cells: Historical Technologies and Future Outlook.
一氧化氮（NO）是关键的细胞信号分子，在正常细胞生理与病理过程中均发挥重要作用。过去20年，研究者发展了多种传感模式，用于检测细胞内源性合成与外源性释放的NO。本综述系统回顾了NO传感平台的历史演进，梳理电化学探针、化学发光/荧光探针、基因编码传感器、等离子体、电子顺磁共振、金属有机框架及纳米粒子等技术的现状与代表性进展，并比较其在...
A single quantum dot-based fluorescence resonance energy transfer biosensor for antibody-free detection of ten-eleven translocation 1.
本研究开发了一种基于单个量子点的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，用于无抗体检测十-十一易位蛋白1（TET1）。该传感器以链霉亲和素包覆的CdSe/ZnS量子点（605QD）为荧光供体，以Cy5/生物素修饰且含5-甲基胞嘧啶（5mC）的发夹DNA探针为识别元件。TET1将探针中的5mC氧化为5-羟甲基胞嘧啶（5hmC），T4-...
Graphene FET Sensors for Alzheimer's Disease Protein Biomarker Clusterin Detection.
本文报道了用于检测阿尔茨海默病（AD）重要蛋白生物标志物 Clusterin（簇蛋白/apolipoprotein J）的石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器的制备与表征。器件在 Si/SiO2 基底上通过光刻图形化和金属 lift-off 工艺制备，采用蒸发铬和溅射金作为电极。拉曼光谱用于评估石墨烯质量；器件经退火处理以提升性...
Editorial: Nanozymes: From Rational Design to Biomedical Applications.
本文是《Frontiers in Chemistry》纳米酶研究专题的编辑评论，系统概述了纳米酶作为人工酶的功能纳米材料在理性设计与生物医学应用中的进展。纳米酶可在温和条件下模拟天然酶催化底物转化，并具备多功能性、催化活性可调、成本低、可规模化生产及稳定性高等优势。专题收录了13篇论文，重点介绍了基于纳米酶的传感探针：PdCuAu纳...
A rebinding-assay for measuring extreme kinetics using label-free biosensors.
体外动力学测量可用于表征结合相互作用的机制，在药物发现中从早期靶点确认到临床前优化均具有重要价值。早期化合物常呈现瞬态动力学，难以在常规药物发现中测量；例如不可逆抑制剂传统上依赖烷基化速率常数，但该指标无法解析驱动可逆结合与亲和力复合物失活的基本速率常数，接近扩散极限的极快结合过程也难以测量。为此，本文提出一种实用的动力学再结合检测...
On-line monitoring of water quality with a floating microbial fuel cell biosensor: field test results.
基于微生物燃料电池（MFC）的生物传感器已在实验室中用于实时水质生物监测，但缺乏现场验证。本研究报道了一种用于实时监测受金属污染溪流水质变化的MFC生物传感器的长期性能。传感器先在实验室启动，随后部署于加拿大安大略省Sudbury一处活跃矿区附近的溪流中。根据相对于矿区排放口的位置，选择上游（重金属浓度最低）、中点和下游三个点位安装...
Advances in airborne microorganisms detection using biosensors: A critical review.
人类持续面临多种传染病威胁，空气传播微生物可引起呼吸道传染病，传播迅速且范围广，给全球社会造成重大损失。近年来，空气微生物检测技术快速发展，主要包括生化、免疫和分子技术，但现有方法仍存在耗时长、灵敏度低、稳定性差、依赖实验室理想环境等不足。生物传感器是将生物信号转换为可检测信号的装置，作为交叉学科，已引入多种生物检测技术。凭借分析速...
A Ratiometric Fluorescent Biosensor Reveals Dynamic Regulation of Long-Chain Fatty Acyl-CoA Esters Metabolism.
尽管长链脂肪酸酰基辅酶A酯（LCACoAs）的生物学影响日益受到关注，但由于缺乏在活细胞中检测 LCACoAs 的方法，对其亚细胞分布和调控功能的认识仍然有限。本文报道了一种基因编码荧光传感器的开发，可实现活细胞及亚细胞区室中 LCACoAs 的比率定量。作者将大肠杆菌转录因子 FadR 与环状置换黄色荧光蛋白 cpYFP 融合，构...
Lithographic Processes for the Scalable Fabrication of Micro- and Nanostructures for Biochips and Biosensors.
自 2000 年代初以来，大量研究致力于解决生物芯片与生物传感器制造中的诸多挑战，以用于多种生物医学应用。这些器件或在制造过程中集成 DNA、蛋白质或细胞等生物元件，或在制造后进行生物功能化，用于传感、诊断、药物筛选和治疗。半导体行业成熟的可扩展光刻技术正被用于此类器件的大规模生产，并进一步开发以满足在基底上精确沉积不同生物元件、保...
High fluoride resistance and virulence profile of environmental Pseudomonas isolated from water sources.
本研究对前期从印度泰米尔纳德邦丁迪古尔地区水样中分离的三株耐氟假单胞菌 THP6、THP41 和 OHP5 进行进一步鉴定与功能分析。在 LB 肉汤和 LB 琼脂平板上确认其具有较高氟耐受能力。血琼脂平板显示三株菌均产生 β-溶血。PCR 检测发现 gyrB、toxA、algD、lasB、plcH 和 rhlC 等毒力基因以及 ps...
New insights into application of nanoparticles in the diagnosis and screening of novel coronavirus (SARS-CoV-2).
2019新型冠状病毒病（COVID-19）是迄今最严重的全球大流行病。2019年12月在中国首次观察到人传人，病原体为高传染性严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2），数月内全球感染数百万人。SARS-CoV-2为具有刺突蛋白包膜的病毒，呈颗粒样特征，直径约60–140 nm。实时PCR、逆转录PCR、等温PCR、免疫学...
Functional paper-based materials for diagnostics.
功能纸已成为现代生活中不可替代的材料，并因能够快速、低成本地检测多种分析物而受到广泛关注。本文系统综述了功能纸基诊断材料的研究进展，重点介绍纸张的分子与结构基础、纤维素纤维的组成与超分子结构、纤维素羟基的化学与生物功能化策略，以及商业化纸基检测试纸和侧流层析试条的组成、制备与应用。文章还讨论了微流控纸基分析装置（µPAD）的制造方法...
Exosomal analysis: Advances in biosensor technology.
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...
Polymers in Sensor and Biosensor Design.
本文是《Polymers》特刊“聚合物在传感器与生物传感器设计中的应用”的编辑前言。随着对高灵敏、快速、易用分析仪器需求增长，聚合物、共聚物和纳米复合材料因独特性质受到关注。导电与氧化还原聚合物可通过化学或电化学方法合成，并能与金纳米颗粒等复合，用于酶生物传感器，提高灵敏度、线性范围、稳定性和抗干扰能力。共轭聚合物可固定酶、抗体、抗...
Genetically Encodable Scaffolds for Optimizing Enzyme Function.
酶工程是合成生物学领域不可或缺的工具，旨在使酶执行新颖或改进的功能。实现这些目标有时不能仅依靠改变酶自身的一级序列。利用蛋白或核酸支架增强酶性质已被报道应用于化学品微生物生产、生物传感器开发和生物修复等场景。此类酶-支架组装体的主要优势包括优化反应条件、改善代谢通量以及提高酶稳定性。本综述总结了利用可遗传编码支架辅助酶定向部署的最新...
Validating METCAM/MUC18 as a Novel Biomarker to Predict the Malignant Potential of Prostate Cancer at an Early Stage by Using a Modified Gold Nanoparticles-Based Lateral Flow Immunoassay.
为进一步验证METCAM/MUC18作为前列腺癌诊断生物标志物，作者利用生物素与链霉亲和素的极高亲和力，设计了改良侧流免疫层析（LFIA）以提高灵敏度和特异性。方法上，将商品化生物素化兔抗体（EPP11278）或自制生物素化鸡抗体，与金纳米颗粒偶联的自制鸡抗体或商品化兔抗体（EPP11278）组合，用于改良LFIA；以两种重组MET...
Glycated Hemoglobin and Methods for Its Point of Care Testing.
糖化血红蛋白（HbA1c）是血红蛋白与血液中升高葡萄糖自发反应生成的产物，属于晚期糖基化终末产物，是糖尿病临床诊断中最重要的指标之一，可作为血糖测定的替代或补充。与血糖诊断相比，HbA1c水平受短期血糖波动和糖尿病代偿问题影响较小。质谱和色谱技术是HbA1c测定的标准方法，但相比血糖检测，目前仍缺乏适用于即时检测（POCT）的简便H...
Integrated Graphene Oxide with Noble Metal Nanoparticles to Develop High-Sensitivity Fiber Optic Particle Plasmon Resonance (FOPPR) Biosensor for Biomolecules Determination.
本研究开发了一种直接、简便且超灵敏的光纤粒子等离子体共振（FOPPR）生物传感平台，用于免疫球蛋白G（IgG）检测，并以金纳米颗粒/氧化石墨烯（AuNP/GO）复合材料作为信号放大元件。为获得最佳分析性能，优化了AuNP表面GO浓度、GO形成时间、抗IgG抗体浓度及孵育时间等实验参数。在最优条件下，校准曲线显示传感器响应（∆I/I0...
Microfluidic Impedance Biosensor Chips Using Sensing Layers Based on DNA-Based Self-Assembled Monolayers for Label-Free Detection of Proteins.
本文报道一种用于电化学阻抗谱（EIS）的微流控芯片，作为无标记蛋白检测生物传感器，并以心肌肌钙蛋白I（cTnI）为模型。cTnI是心肌梗死最特异血清生物标志物之一。芯片由显微镜玻璃片作基底、溅射金电极和聚二甲基硅氧烷（PDMS）微通道组成。作者开发了电极功能化方案，兼顾传感层电荷转移、抗体特异性结合及降低非特异蛋白吸附，以避免假阳性...
Subtle Application of Electrical Field-Induced Lossy Mode Resonance to Enhance Performance of Optical Planar Waveguide Biosensor.
许多研究关注在光纤上沉积金属氧化物薄膜以产生损耗模共振（LMR）。然而，基于 LMR 的光纤传感器易碎、难以进行表面修饰，且不适合大规模生产。本研究提出一种电场诱导 LMR 的光学平面波导生物传感器，以光学平面波导替代表面修饰，实现蛋白生物传感器的量产，并通过外部电场加速分析物运动以缩短检测时间。实验中，该生物传感器使用带电血清白蛋...