生物颗粒检测在电泳、生物质来源识别、食品与水质安全等领域具有重要意义，需要能够描述生物颗粒电磁特性的可靠模型。本文针对大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）的功能活动，分别采用分层椭球和分层球两种几何模型，基于Maxwell–Wagner界面极化理论和Maxwell–Garnett混合理论，对细胞培养液的有效...
生物传感器凭借其便携、低成本和操作简便等优势，正在快速推动医学诊断市场增长。糖尿病以体内葡萄糖水平升高为特征，已成为全球主要致死疾病之一；虽然目前尚无根治手段，但通过持续监测和规范用药可降低并发症风险。人体血液、汗液、尿液、组织间液、泪液、呼气和唾液中均可检测到葡萄糖或其相关代谢标志物，并与血糖水平存在一定相关性。近十年来，面向连续...
DNA四链体是由四条链组成的核酸构象，在人类基因组中广泛存在，并受到越来越多的工程化关注。本文综述了天然DNA四链体与人工DNA纳米结构在生物传感器构建中的交织应用，重点阐述其作为识别探针、信号探针、信号放大器和支撑平台的具体作用。作者利用Watson–Crick碱基配对的程序化以及DNA与其他分子的偶联方法，介绍了自20世纪80年...
多发性硬化（MS）是一种累及中枢神经系统的慢性脱髓鞘疾病，可导致进行性和永久性功能障碍，给患者带来显著身心负担。MS 治疗的每次进展都标志着神经学研究的重要进步。水凝胶具有高含水量、高可膨胀性和生物相容性，可作为支架改善体外 MS 相关细胞增殖，并促进体内治疗药物向细胞递送。水凝胶还可用作生物传感器检测 MS 相关蛋白。近期研究已将...
荧光生物传感器因可靠性和可重复性被广泛用于 DNA 检测，但 DNA 杂交动力学慢常导致检测时间长，限制实际应用。本文报道了基于水凝胶颗粒受限表面的快速 DNA 荧光检测方法。通过调控水凝胶颗粒的孔径和表面电荷，可将 DNA 分子限制在颗粒外层水层中。作者利用氧化石墨烯（GO）的荧光猝灭特性及其对单链 DNA 与双链 DNA 的不同...
碱性磷酸酶（ALP）是多种疾病诊断和治疗的重要生物标志物和治疗靶点。现有 ALP 检测方法常存在步骤繁琐、试剂昂贵、灵敏度不足和样品消耗大等问题。本文报道一种用于简单、超灵敏检测 ALP 的单分子荧光生物传感器。在该方法中，ALP 催化检测探针去磷酸化，使其免受 λ 外切酶介导的消化；剩余检测探针通过 toehold 介导 DNA ...
本文综述了发光型、表面等离子共振（SPR）型和碳基生物传感器在分子、疾病与污染检测中的最新进展。生物传感器凭借快速、特异、低反应时间和高输出等优势，可替代部分传统检测方法。文中讨论了生物化学发光、热化学发光、电化学发光及生物发光等发光传感机制，指出其在免疫分析中具有高灵敏度，可检测至阿托摩尔水平；SPR基于金属-介质界面折射率变化，...
自首个生物传感器问世约70年以来，生物传感器已成为疾病诊断、环境监测等多种应用中有价值且多功能的工具。传统上，由于抗体能够以高亲和力和高特异性结合靶标，大多数生物传感器采用抗体作为捕获探针，其仍被视为金标准。然而，由此形成的免疫传感器常存在明显局限，主要归因于抗体尺寸、偶联化学、稳定性和成本。近十年来，适配体作为有前景的替代捕获探针...
埋地雷的远距离检测可借助工程化微生物生物报告器实现：这类菌株在接触爆炸物特征化合物的痕量蒸气后，发出可远程探测的光学信号。此前报道的 2,4-二硝基甲苯（DNT）传感菌株通常将 DNT 诱导型启动子直接融合荧光蛋白基因或细菌生物发光基因盒。本研究采用不同策略，在大肠杆菌中利用 DNT 诱导启动子激活 Aliivibrio fisch...
随着生命科学、分子生物学、纳米技术、光学和电化学等交叉领域的发展，面向即时检测（POC）诊断的生物传感器设计策略不断涌现。与传统生物传感器相比，最新POC研究强调提高检测精度、降低成本、缩短检测时间，并发展可在单一器件中实现多靶标检测、快速诊断和高通量筛选的通用策略。本综述围绕2018—2021年POC识别与信号转换技术进展，重点介...
微小RNA（miRNA）在多种疾病中发挥重要调控作用，是癌症诊断与预后的潜在生物标志物。本文开发了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）并结合催化发夹组装（CHA）扩增技术的生物传感器，用于乳腺癌血清中miRNA-21和miRNA-155的超灵敏检测。CHA策略使极低浓度的目标miRNA通过与大量发夹探针反复杂交触发循环扩增，从而显著...
本文为《Programming bulk enzyme heterojunctions for biosensor development with tetrahedral DNA framework》的作者更正。原论文提出利用四面体DNA框架（TDF）构建体酶异质结，用于生物传感器开发。本更正说明原补充材料中Supplementa...
开发便捷、准确的SARS-CoV-2抗原检测和血清学检测对控制新冠疫情至关重要。本文报道了一种改进的氧化铟（In2O3）纳米带场效应晶体管（FET）生物传感器平台，可同时检测SARS-CoV-2抗原和抗体。该FET生物传感器采用基于掩模的无光刻、可扩展且低成本工艺制备，由In2O3沟道和新型稳定酶报告系统组成。传感过程中，碱性磷酸酶...
溶酶体与线粒体之间的相互作用不仅包括线粒体自噬，还包括介导两种细胞器物质与信息交换的线粒体-溶酶体接触（MLC）。本研究设计并合成了一种具有荧光特性的溶酶体靶向生物传感器CNN，用于结构光照明显微镜（SIM）下的溶酶体成像，并进一步在病理条件下观察线粒体形态变化及MLC现象。首先采用CCK-8法检测CNN对H9C2心肌细胞的毒性，随...
本文为《Journal of Nanobiotechnology》2022年第20卷第119篇论文《新型Ti3C2Tx MXene纳米酶具有可调控催化活性并应用于电化学生物传感器》的更正说明。原文发表后，作者报告通讯作者被遗漏，Xinyi Huang 和 Anyi Chen 被加入作者群，并在本更正文章中正确呈现。更正文章说明共有三...
光电化学（PEC）研究光照下光电极或光敏材料中光生载流子的产生与转移，以及太阳能向电能的转换。其基本过程是光照时电极/电解质界面处电活性物种与光活性材料之间发生氧化或还原反应。近年来，PEC 生物传感将 PEC 技术与生物分析结合，利用生物识别元件与被测物相互作用改变光电流信号，实现电荷与能量在电子供体/受体和光活性材料之间的传递。...
细胞健康依赖于蛋白质组的完整性与功能。每个细胞都具有蛋白质质量控制机制，通过帮助蛋白质获得并保持天然结构、降解受损蛋白来维持蛋白稳态。神经元等分裂后细胞尤其易受蛋白稳态扰动影响。蛋白质质量控制缺陷发生于衰老，并与多种疾病包括神经退行性疾病相关。然而，在脑疾病背景下这些扰动的确切性质和时间过程仍不清楚。能够在神经元中可视化和定量分析蛋...
CRISPR 分子系统已成为核酸检测的有前景技术。本文报道了一种表面等离子共振（SPR）传感器，其表面功能化一层局部生长的石墨炔（graphdiyne）薄膜，并与催化失活的 CRISPR 相关蛋白 9（dCas9）偶联，实现优异传感性能。dCas9 蛋白固定在传感器表面，并与特异性单链引导 RNA（sgRNA）复合，从而无需扩增即可...
本文报道了一种基于激光诱导双聚合制备的可逆全息水凝胶传感器，用于血清中生理范围（pH 7–9）的连续、可逆比色 pH 检测。该方法利用单脉冲 355 nm 激光在低交联 pH 响应水凝胶中原位引发高交联干涉层聚合，形成无金属纳米颗粒的全息布拉格结构，避免了有毒组分和复杂处理，有利于规模化生产。通过有限差分时间域 Yee 算法模拟水凝...
随着贸易和旅行流量增加，非侵入式物品检查与识别方法的需求上升。传统检查技术长期有效，但技术进步也使违法者采用更复杂手段规避安检。本文综述了现有及正在发展的非侵入检查控制技术、研究趋势和未来挑战，分析了传统与新型传感器在行李、货物、人体及集装箱检查中的应用。文章重点讨论了平面X射线摄影、X射线计算机断层扫描、双能/多能成像、背散射和X...