纳米孔生物传感器开发与测序应用已取得显著进展，克服了此前限制其广泛应用的瓶颈。这些创新与牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technologies, ONT）对生物纳米孔测序的大规模商业化相结合，使该平台成为当代研究实验室的重要工具。纳米孔测序仪能够提供长读长和短读长信息，具有快速周转和简单样品制备的优点，正在快速推进...
二维材料自出现以来因在传感器领域展现潜力而引发研究热潮。MXenes是一类二维过渡金属氮化物、碳化物和碳氮化物。自2011年从Ti3AlC2合成Ti3C2以来，相关研究大量发表。由于MXenes相比传统二维材料具有多项优势，已被广泛研究、合成和表征。为帮助读者理解这些材料，本综述系统介绍MXenes的结构，讨论多种合成方法，并分析其...
能够自行检测 HIV 对预防传播至关重要，尤其与暴露前预防（PrEP）等 HIV 生物医学预防手段联合使用时。本文综述了 HIV 自检测与自我采样方法的最新进展，以及源自 SARS-CoV-2 即时检测（POC）研发的新材料和新方法可能带来的未来影响。文章指出，现有 HIV 自检测技术在灵敏度、样本到结果时间、操作简便性和成本方面仍...
生物传感器在诊断、疾病监测、管理和公共卫生中具有重要作用。微光纤生物传感器能够以高灵敏度检测生物分子的存在及其行为，并且微光纤结构可支持多种传感层设计，纳米材料与生物识别分子的结合也为提高特异性提供了机会。本综述系统讨论并探索不同微光纤构型，重点阐述其基本概念、制备工艺以及作为生物传感器的性能。文章首先介绍锥形光纤的制备（化学刻蚀与...
为控制病原体和肿瘤，抗菌药和抗肿瘤药被广泛使用，但微生物和肿瘤细胞通过基因突变、耐药基因获得、药物外排泵上调、细胞膜改变及生物膜形成等机制产生多重耐药（MDR）。目前临床常用培养、药敏试验、活检、PCR、测序和影像学方法判断耐药状态，但耗时长、成本高、难以即时化和大规模筛查。本文综述了 MDR 的生物学基础，以及用于检测耐药微生物和...
病毒疾病的准确快速诊断在生物传感器领域受到日益关注。开发高灵敏、高选择且易获取的生物传感器对早期疾病检测和降低死亡率至关重要。然而，面向病毒疾病诊断的生物传感器仍存在若干局限，包括对突变体的准确检测。数十年来，纳米技术已应用于生物传感器、生物电子和再生医学等多个生物领域。纳米技术为克服传统病毒核酸生物传感器的局限提供了有前景的策略。...
基于二维材料的场效应晶体管（FET）因电学性能优异、带隙可调、比表面积高、无标记检测及可微型化等优势，成为有前景的生物传感器。然而，FET 生物传感器在液体环境中保持高电学性能与稳定性仍是实际应用的关键。本文开发了一种高性能 InSe-FET 生物传感器，并用于临床样品中乳腺癌生物标志物 CA125 的检测。该 InSe-FET 与...
纳米技术的持续发展为器件制造，尤其是面向生物医学应用的生物传感器设计注入了新活力。纳米材料具有适宜的生物相容性、良好的电学与热学导电性、较大的比表面积以及催化活性等突出特性，因此自出现以来一直被视为开发高性能生物传感器的优良固定化候选材料。基于上述原因，本综述重点讨论纳米材料作为生物传感器固定化层的高效应用，涵盖碳纳米材料（石墨烯及...
碳纤维（CFs）具有微米级直径、高硬度、高强度、轻质、耐化学腐蚀和耐高温等优异性能，在生物电化学领域具有重要应用价值。本文系统综述了碳纤维的前驱体及其制备工艺，重点介绍聚丙烯腈（PAN）、沥青（bitumen）和木质素（lignin）三类前驱体的来源、纺丝与碳化过程及性能差异。随后，文章总结了碳纤维在生物电化学系统（BESs）中的应...
随着核酸检测在物种鉴定、即时检测、临床诊断、食品安全和法医等领域中的作用日益增强，快速现场检测方法的需求不断增长。核酸检测通常包括样本制备、扩增和检测三个步骤。本综述系统介绍了芯片上实现上述三步的最新进展及其原理。样本制备进一步分为细胞裂解和核酸纯化，并讨论将两步集成于单一芯片的方法。扩增部分涵盖基于PCR和等温扩增的芯片研究，并选...
本研究采用从头算量子力学方法，系统考察单壁碳纳米管（SWCNTs）和碳纳米带（CNB）对 SARS-CoV-2 刺突糖蛋白 N-连接与 O-连接糖链的电子响应。研究选取锯齿、扶手椅和手性三组碳纳米管，分析碳纳米管手性对碳纳米材料与糖蛋白相互作用的影响。结果表明，金属性碳纳米管对糖链存在几乎无响应，而手性半导体碳纳米管在糖链存在时，其...
揭示DNA双链断裂（DSBs）的时空动态对理解DNA损伤与修复至关重要。传统方法依赖γH2AX和DNA损伤应答（DDR）因子，通过抗体免疫染色、Western blot、ELISA等生化检测，但难以在活细胞中实时、可靠地可视化和定量DSB活性。本文开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的新型DNA双链断裂生物传感器（DSBS），...
猴痘是由正痘病毒属猴痘病毒引起的新发人畜共患病，可通过接触感染者、动物或污染物传播，潜伏期约7–14天，表现为发热、淋巴结肿大、头痛、乏力、肌痛和皮疹。由于临床表现与其他病毒或感染性疾病重叠，实验室确诊常依赖实时或常规PCR等核酸检测以及ELISA等血清学检测。作者指出，PCR受样本采集、疾病阶段、引物特异性、假阴性、操作耗时和人员...
地源氟化物污染影响数千万人的饮用水，但许多地区因检测手段不足而难以知晓其含量。生物传感器检测是较新的水质检测策略，可弥补传统方法缺陷，但此前从未由非专家在真实场景中使用。本研究在肯尼亚纳库鲁县通过问卷调查和现场试验，评估一种使用点氟化物生物传感器的准确性与可用性。该传感器基于枯草芽孢杆菌氟化物核糖开关的无细胞反应，复水后若存在氟化物...
尽管儿童癌症治疗已取得巨大进展，它仍是全球儿童死亡的主要原因之一。由于癌症症状与其他疾病重叠，难以足够早地预测肿瘤，导致儿童癌症比成人更具侵袭性且进展更快，因此迫切需要早期、准确的检测方法。癌症生物标志物的识别与检测可作为癌症早期筛查、预防和治疗中的无创工具。生物传感器已成为快速、灵敏且低成本检测与监测生物标志物的潜在技术。本综述概...
氟聚合物具有独特的润湿性和蛋白质吸附特性，对其表面性质进行位点特异性调控可拓展其在生物传感与组织工程等领域的应用。本研究通过自由基聚合合成了含4-乙烯基苄基缩水甘油醚（VBGE）的氟化均聚物及两种共聚物，并在聚合物溶液中加入光致酸生成剂（PAG）配制抗蚀剂。将抗蚀剂旋涂于硅片上，经二元掩模紫外曝光并加热后形成图案。结果表明，除五氟苯...
2019年在中国武汉首次发现并随后全球传播的2019冠状病毒病（COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起。疾病严重性要求迅速行动以遏制病毒传播。预防感染的关键措施包括早期检测、使用防护装备、使用抗病毒药物以及最终通过疫苗接种使患者免疫。碳纳米材料家族包括石墨烯、富勒烯、碳纳米管（CNT）和碳点（C...
近十年来，碳纳米材料在生物成像、药物递送、人工组织工程和生物传感器等领域产生了显著影响，这得益于其对从化学分子到生物分子广泛体系的良好相容性、低毒性和可调控性质。对于生物传感器技术而言，不同维度碳基材料的特征会显著影响其性能与应用可行性。比表面积、多孔网络、杂化状态、功能化、合成路线、不同维度的组合、纯度水平以及碳纳米材料与生物分子...
碱性磷酸酶（ALP）是重要生物标志物，其活性异常与肝胆、骨骼、肾脏疾病及癌症相关。本文合成ZnSe@ZnS量子点（QDs）和Mn掺杂ZnS量子点（Mn:ZnS QDs）作为荧光团，建立基于内滤效应的比率荧光法用于生物样品中ALP活性检测。以p-硝基苯磷酸钠（PNPP）为ALP底物，PNPP吸收谱与QDs激发谱重叠导致荧光猝灭；ALP...
本文是《功能表面与生物材料》研究专题的编辑前言，旨在总结该领域在生物技术与医学应用中的研究进展。研究专题收录20篇经同行评审的文章，涵盖组织工程（尤其骨组织工程）、材料表面改性、细胞-材料相互作用、药物递送系统、生物传感器及生物医学通用问题。文章讨论了二价钙、镁、铜离子协同促进成骨与血管生成，钛基牙科/骨科植入体骨整合，仿生肝小叶模...