Silk Fibroin-Based Therapeutics for Impaired Wound Healing.
伤口愈合障碍可导致局部缺氧或组织坏死，最终引发截肢甚至死亡。细菌或真菌感染、不同疾病状态、干燥、水肿以及包括新冠感染在内的全身性病毒感染等多种因素均可影响伤口愈合微环境。丝素蛋白（silk fibroin, SF）是丝中的纤维状结构蛋白，因能促进功能性组织再生而成为治疗上述障碍的有前景材料。SF 的动态性质可构建可定制纳米结构，从而...
Synthesis of Doped/Hybrid Carbon Dots and Their Biomedical Application.
碳点（CDs）是一类新型碳基纳米材料，因可调荧光、抗光漂白和光闪烁、强荧光、高稳定性及电子迁移率而受到关注，其荧光源于表面氨基、羟基、酮基、酯基和羧基等有机官能团。本文综述有机/无机原子或分子掺杂碳点的研究进展，重点讨论掺杂、聚合物包覆、表面功能化、纳米复合及核壳结构等改性方法，并分析这些改性如何赋予碳点所需物理化学性质。文章进一步...
A Hybrid Microfluidic Electronic Sensing Platform for Life Science Applications.
本文提出一种用于生命科学应用的新型混合微流控电子传感平台，将电子传感器与微流控结构集成。该传感器具有0.7 mm2的大传感面积，采用开放栅结型场效应晶体管（OG-JFET）工艺实现。所提出的OG-JFET传感器带有背栅，允许将生物和化学样品直接引入器件顶部以感应电荷。本文介绍了与OG-JFET芯片集成的PDMS微流控结构的设计与实现...
Silicon Carbide Technology for Advanced Human Healthcare Applications.
碳化硅（SiC）是一种高度坚固的半导体材料，有望革新用于人类医疗保健的植入式医疗器械，如生物传感器和神经植入物，从而实现先进的生物医学治疗应用。SiC 具有良好的生物相容性和血液相容性，目前已商业用于从心脏支架涂层、牙科植入物到涉及神经植入物和传感器的短期诊断应用等长期人体体内应用。当前医学界面临的一个挑战是缺乏本质上“智能”的生物...
A Review of Biosensors for Detecting Tumor Markers in Breast Cancer.
乳腺癌是女性发病率最高的恶性肿瘤，早期筛查有助于改善治疗效果。现有乳腺钼靶、超声和MRI等诊断手段依赖昂贵设备、专业人员与专家判读，成本较高。肿瘤标志物能够反映肿瘤存在与进展，其检测可辅助乳腺癌诊疗。传统标志物检测方法存在灵敏度不足、设备昂贵和操作复杂等缺点。生物传感器兼具高灵敏度、操作简便、设备成本低和可定量检测各类肿瘤标志物等优...
Label-Free LSPR-Vertical Microcavity Biosensor for On-Site SARS-CoV-2 Detection.
为应对新冠疫情，低成本、快速、高灵敏且高通量的 SARS-CoV-2 检测至关重要。本研究提出一种垂直微腔与局域表面等离子体共振（LSPR）混合生物传感器，用于检测人工唾液中的 SARS-CoV-2，并评估其效能。该传感器通过监测反射光谱中特征谷的位移来响应传感器表面附近折射率变化。作者开发了一种低成本、快速方法，在垂直微腔晶圆上制...
Compact Surface Plasmon Resonance IgG Sensor Based on H-Shaped Optical Fiber.
提出并演示了一种基于H形光纤的紧凑表面等离子共振（SPR）传感器。实验上采用氢氟酸可控腐蚀保偏光纤（PMF）制备H形光纤，使光纤外表面与纤芯之间获得合适距离，再在光纤表面镀覆适当厚度的金属膜即可激发SPR效应。与传统侧抛光技术相比，该方法可一次制备多个样品。腐蚀获得的H形光纤表面质量高、长度短，可短至数百微米。详细研究了光纤剩余厚度...
A facile fluorescence turn-on biosensor customized for monitoring of protein kinase activity based on carboxylic carbon nanoparticle-peptide complexes.
本研究提出一种简便、低成本检测蛋白激酶A（PKA）的方法，通过将目的设计的羧基荧光素（FAM）标记肽与羧基碳纳米颗粒（CNP）组装构建荧光生物传感器。由于CNP经肽桥向FAM标记肽发生电子转移，FAM标记肽的荧光逐渐降低至低背景信号。在ATP和PKA存在下，传感器中的反应磷酸化底物肽，破坏CNP与肽之间的静电排斥力，从而改变体系光谱...
Surface-Functionalized Terahertz Metamaterial Biosensor Used for the Detection of Exosomes in Patients.
由于外泌体在体液中稳定，作为结直肠癌（CRC）早期诊断生物标志物受到关注。为验证血浆外泌体作为CRC监测新型生物标志物的潜力，本文展示了一种用于检测外泌体的太赫兹（THz）超材料（MMs）生物传感器。该传感器具有两个共振频率，基于有限积分时域（FITD）方法的全波电磁仿真软件设计，并通过表面微加工制备。传感器表面首先用金纳米颗粒（A...
Rational design of smart nano-platforms based on antifouling-nanomaterials toward multifunctional bioanalysis.
设计能在复杂介质中进行定量/定性分析的纳米探针装置，可能是未来医疗研发的主要进展。然而，真实样品中丰富的生物分子会显著改变界面性能，非期望的吸附/黏附会阻塞信号响应并显著降低检测特异性。本文首先概述了构建高灵敏度、低背景界面以调节表面生物活性分子诱导的不同靶标行为的重要性；随后讨论了抵抗非特异性蛋白吸附和细胞黏附的重要策略，以及用于...
Charge-Transfer Resonance and Surface Defect-Dominated WO
在半导体表面增强拉曼散射（SERS）中，吸附拉曼分子与半导体之间的电荷转移（CT）化学增强是主要贡献机制。本文首次将三维WO3空心微球开发为SERS活性基底。与片状WO3相比，该三维WO3具有更小的带隙和更丰富的表面缺陷。这些特性增加了半导体与拉曼分子界面处的电荷转移，形成强CT相互作用，从而产生显著SERS增强。该三维WO3表现出...
Challenges and opportunities of using immobilized lipase as biosensor.
本文综述固定化脂肪酶生物传感器的发展、应用与挑战。第一代生物传感器仅通过产物或反应物天然介导剂的增减实现电子转移；第二代引入人工氧化还原介导剂，如有机染料，以提高重现性和灵敏度；新一代主要基于电子迁移原理，并可用选择性、精确性和灵敏度等指标进行高效定量。甘油三酯（TG）通常用气相色谱或化学/酶学方法检测。将脂肪酶固定于固体载体可增强...
Digital technologies, healthcare and Covid-19: insights from developing and emerging nations.
新冠疫情引发全球健康危机，智能医疗设备、隔离设施、监测系统及相关数字技术需求激增。医疗、制造和教育机构需要支持安全远程工作的技术。数字技术与工业4.0工具有潜力在新冠期间及之后满足这些定制化需求。本研究旨在帮助医疗专业人员、政策制定者、研究人员、产业界、学术界和学生理解不同数字技术、工业4.0工具及其在新冠疫情中的应用范式。文章综述...
Corrigendum: High-Sensitive Surface Plasmon Resonance Imaging Biosensor Based on Dual-Wavelength Differential Method.
本文为一篇更正声明，针对 Zeng 等 2021 年发表于 Frontiers in Chemistry 的论文《基于双波长差分方法的高灵敏表面等离子共振成像生物传感器》。原文章中作者单位部分存在错误：第 3 单位与第 4 单位顺序颠倒，第 3 单位应为 Aston Institute of Photonic Technologie...
Significance of Cardiac Troponins as an Identification Tool in COVID-19 Patients Using Biosensors: An Update.
2019冠状病毒病（COVID-19）已成为全球公共卫生紧急事件，患者可出现从无症状到重症肺炎、急性呼吸窘迫综合征乃至死亡的多种表现。合并心血管疾病者更易感染严重型SARS-CoV-2，且心肌肌钙蛋白等心脏生物标志物升高更明显，提示心肌损伤与死亡风险增加。心肌肌钙蛋白I（cTnI）和T（cTnT）是诊断心肌损伤和急性心肌梗死的金标准...
Harnessing the Potential of Biological Recognition Elements for Water Pollution Monitoring.
污染物环境监测是消除致突变、致胚胎毒和致癌毒素的关键第一步。蛋白质、适配体、全细胞等多种生物传感元件已被用于追踪环境样品和饮用水中的主要污染物，包括重金属、芳香污染物、病原微生物和农药，真实展示了其应用潜力。纳米材料、电子器件与微流控系统的交叉融合进一步改善了传感器设计，使现场检测更稳健、灵敏度更高。本文作为视角综述，梳理了该领域的...
Detection of β-Lactoglobulin by a Porous Silicon Microcavity Biosensor Based on the Angle Spectrum.
本文报道了一种基于多孔硅微腔（PSM）角度光谱的β-乳球蛋白（β-LG）生物传感器。该方法采用碳量子点（CQDs）标记的β-LG抗体作为折射率放大元件，利用免疫反应引起微腔有效折射率变化，通过角度光谱实现检测。检测光源为波长与PSM中心波长一致的氦氖（He-Ne）激光，经准直扩束后以平行光照射PSM表面，探测器接收反射光。分别测定免...
Construction and Application of a High-Throughput
基于转录因子（TF）的生物传感器有望成为高通量筛选生物催化系统的重要工具，但多数天然 TF 仅在狭窄配体浓度范围内响应，限制了应用。本研究利用枯草芽孢杆菌抑制型转录因子 BsNadR 及其靶启动子，在大肠杆菌中构建了异源烟酸生物传感器。通过易错 PCR（EP-PCR）介导的脱敏工程，将 BsNadR 对烟酸和 DNA 的结合亲和力降...
Toward Mail-in-Sensors for SARS-CoV-2 Detection: Interfacing Gel Switch Resonators with Cell-Free Toehold Switches.
新冠疫情凸显了大规模检测对控制传染病传播的重要性。自疫情暴发以来，病毒和抗体检测方法的快速开发、规模化与部署显著提升了检测能力。理想检测方法应具备低成本、可自我操作以及可密封邮寄至中心实验室安全分析并录入公共卫生数据库的特点。本文展示了一种此类平台：以丝网印刷电感-电容（LC）谐振器作为换能器，以无细胞表达偶联的 toehold s...
CRISPR/Cas12a-based technology: A powerful tool for biosensing in food safety.
在新冠疫情背景下，分子检测不仅限于临床实验室，还面临复杂多变的现场实时检测挑战。食品冷链包装和运输中多次检出新冠病毒，使分子诊断在食品加工、包装、运输等环节的应用变得迫切，亟需适应食品安全多样性的快速检测技术。本综述介绍基于 CRISPR-Cas12a 的新型分子诊断生物传感器技术，系统阐明其发展过程与检测原理，并总结其在病毒、食源...