Biosensors in Occupational Safety and Health Management: A Narrative Review.
传感器是一种通过生物、物理或化学变化采集信息，并将其转换为可测信号的设备；通常包含识别元件与换能器。首个生物传感器原型可追溯至1906年，而具有明确定义的生物传感器直到1956年才发展出来。部分生物传感器已进入商业化阶段，并常规用于环境、农业、临床实验室和工业分析，尤其适用于原位检测多种环境污染物的生物可利用性，因其经济、简便且高效...
Fluorometric virus detection platform using quantum dots-gold nanocomposites optimizing the linker length variation.
本研究开发了一种基于局域表面等离子体共振（LSPR）的可调谐生物传感器，用于病毒检测。该传感器通过 18 个氨基酸组成的肽链连接荧光 CdZnSeS/ZnSeS 量子点（QDs）与金纳米颗粒（AuNPs），从而精确调控 QDs 与 AuNPs 之间的距离。在优化条件下，邻近 AuNPs 的表面等离子体效应可显著增强 QDs 的荧光性...
Norepinephrine as new functional monomer for molecular imprinting: An applicative study for the optical sensing of cardiac biomarkers.
本文报道了将去甲肾上腺素（NE）作为新型功能单体用于分子印迹聚合物（MIP）制备，并将其应用于光学生物传感。作者以NE在碱性条件下氧化聚合形成的聚去甲肾上腺素（PNE）为识别材料，与多巴胺聚合物（PDA）相比，PNE因苯环侧链羟基而具有更高亲水性，可显著降低蛋白质非特异性吸附。以心肌肌钙蛋白I（TnI）的N端和C端短肽为模板，在金S...
A review on impedimetric immunosensors for pathogen and biomarker detection.
自20世纪初抗生素发现以来，抗生素一直是治疗细菌感染的主要手段，但抗生素滥用和新药研发不足导致抗菌药物耐药性成为全球严重威胁。现有诊断技术包括显微镜、菌落计数、ELISA、PCR、RT-PCR和表面增强拉曼散射等，虽具有较好的选择性和灵敏度，但往往需要专业人员、昂贵复杂设备，且耗时费力。为克服上述问题，生物传感器和芯片实验室等新技术...
The Performance of the Magneto-Impedance Effect for the Detection of Superparamagnetic Particles.
本文利用有限元法直接求解麦克斯韦方程，研究磁阻抗（MI）传感器检测超顺磁性磁性纳米颗粒（MNP）存在与浓度的性能。对于未被外磁场充分磁化的超顺磁颗粒，假设MI传感器对颗粒的响应主要来源于颗粒等效磁导率对传感器阻抗的影响，而非颗粒产生的杂散磁场。模拟将MNP液滴置于微带传输线中的MI敏感导体上，通过改变颗粒系统磁导率μP来代表不同浓度...
Gallium arsenide waveguides as a platform for direct mid-infrared vibrational spectroscopy.
近年来，中红外（MIR）光谱已成为多种分析传感任务中灵活而强大的工具。衰减全反射（ATR）技术因可接近实时、非破坏性检测而受到关注；其核心是采样界面，即ATR波导及其材料性质，需保证倏逝场与样品间高效光子-分子相互作用。砷化镓（GaAs）是硅、硒化锌和金刚石等常用ATR波导材料之外的一种通用替代材料。本文首次将GaAs基内反射元件与...
AC and DC Differential Bridge Structure Suitable for Electrochemical Interfacial Capacitance Biosensing Applications.
本文提出一种具有交流（AC）和直流（DC）激励与平衡能力的电容差分桥结构，用于低成本电极-溶液界面电容生物传感应用。所提出的串联 RC 平衡结构具有更高灵敏度、更低共模干扰敏感性和漂移控制能力。为评估实际桥性能，研究了由元件失配引起的初始桥不平衡可能影响，考虑平衡网络所需分辨率、灵敏度和线性度。该评估也为平衡网络、平衡算法及后续读出...
Development of a Novel Biosensor-Driven Mutation and Selection System via
为快速从大量突变株中获取高产菌株，作者开发了一种 L-精氨酸生物传感器 ARG-Select，用于高通量筛选 L-精氨酸高产突变株。该传感器由谷氨酸棒杆菌来源的 ArgR 蛋白和 argC 启动子构建，并通过报告基因 sacB 将胞内 L-精氨酸水平转化为细菌生长输出：当 L-精氨酸浓度较高时，ArgR 抑制 argC 启动子驱动的...
3D Hydrodynamic Focusing in Microscale Optofluidic Channels Formed with a Single Sacrificial Layer.
光流体器件能够检测单分子，但通常需要更高的灵敏度与特异性，流体聚焦（HDF）可改善这一性能。本文在10 µm尺度微通道截面中，利用单层牺牲层实现了三维流体聚焦（3DHDF）。该设计通过缓冲液鞘流包裹样品液，需要四个流体端口并以压力驱动流动；在基底中刻蚀形成的低压腔（pit）使样品流下降并展平，随后缓冲液从上方和沟槽（trench）方...
An enzyme-free surface plasmon resonance imaging biosensing method for highly sensitive detection of microRNA based on catalytic hairpin assembly and spherical nucleic acid.
微小RNA（miRNA）作为治疗靶点和生物标志物，在生物过程中发挥重要作用。本文开发了一种基于催化发夹组装（CHA）和球形核酸（SNA）的无酶表面等离子共振成像（SPRi）生物传感方法，用于 miRNA 检测。固定于传感器芯片表面的发夹探针 H1 可被目标 miRNA 打开，随后发夹 H2 通过链置换使已杂交的 miRNA 释放，从...
Graphene quantum dot electrochemiluminescence increase by bio-generated H
本研究开发了一种用于葡萄糖检测的新型信号增强型电化学发光（ECL）生物传感器，其核心为负载于钛箔（Ti foil）上的石墨烯量子点/葡萄糖氧化酶（GQD/GOx）体系。具有优异 ECL 性能的 GQD 通过石墨烯氧化物量子点（GOQD）的电化学还原，以绿色一步法合成。加入葡萄糖后，GOx 催化氧化葡萄糖并产生 H2O2；同时，GOx...
Optical Thickness Monitoring as a Strategic Element for the Development of SPR Sensing Applications.
厚度与沉积速率的监测对SPR等薄膜传感器的制备至关重要，因为SPR响应的灵敏度与线性范围均随传感膜厚度变化。本研究以BK7玻璃片为基底，采用电子枪与热蒸发相结合的真空蒸发方法，在旋转与非旋转两种沉积系统中制备Cr/Au薄膜，并通过自研SPR平台对其等离子体响应进行实验表征。研究利用Fresnel方程与矩阵法建立多层膜理论模型，将实验...
A challenge in biosensors: Is it better to measure a photon or an electron for ultrasensitive detection?
生物传感器开发在不同换能原理间竞争激烈，目标是高检测性、便携性和稳健性，但文献因条件不同难以直接比较。本文旨在评估测量光子还是电子能带来更好的生物传感器性能。在概述提升分析性能的最新进展后，作者采用相同的生物特异试剂和分析格式，直接比较安培法与化学发光（CL）生物传感器。实验中直接测定辣根过氧化物酶（HRP）和过氧化氢（H2O2）浓...
Monitoring the Heavy Metal Lead Inside Living Drosophila with a FRET-Based Biosensor.
铅暴露对人类健康的危害已广为人知，但含铅材料仍存在于环境中。血铅水平（BLL）是官方评估铅暴露程度的主要指标，但其“安全值”对儿童是否可靠仍存疑，且铅的毒性机制尚不清楚。为此，作者开发了一种新型基因编码荧光共振能量转移（FRET）铅生物传感器 Met-lead，并将其应用于转基因果蝇。通过 UAS-GAL4 系统，Met-lead ...
In Situ Formation of Gold Nanoparticles Decorated Ti
本研究开发了一种基于原位形成金纳米颗粒（AuNPs）修饰 Ti3C2 MXenes 杂化纳米探针（AuNPs-MXenes-Apt）的超灵敏电化学发光（ECL）生物传感器，用于检测外泌体及其表面蛋白。外泌体首先被固定在电极表面的 CD63 适配体（Apt）特异性捕获；随后，与 CD63 适配体偶联的 Ti3C2 MXenes 探针结...
Magnetic Particles: Their Applications from Sample Preparations to Biosensing Platforms.
磁性材料作为通用工具的兴趣日益增长，相关科学出版物不断增加。近年来，磁性氧化铁颗粒在粒径、化学组成和表面化学方面的合成取得显著进展。此外，磁性颗粒表面的聚合物、二氧化硅、生物分子等表面层可经修饰，以获得对目标分子的亲和力。所开发的磁性氧化铁颗粒已广泛用于诊断应用，如样品制备和生物传感平台，从而提高对目标分子的选择性和灵敏度，并便于在...
Ultra Sensitivity Silicon-Based Photonic Crystal Microcavity Biosensors for Plasma Protein Detection in Patients with Pancreatic Cancer.
本文报道了一种基于硅基光子晶体（PC）微腔的超灵敏生物传感器，用于胰腺癌患者血浆蛋白检测。作者采用193 nm紫外光刻和CMOS兼容工艺制备缺陷工程L13光子晶体微腔，并比较了不同品质因子Q和分析物填充分数fB对生物标志物检测灵敏度的影响。实验分别使用无纳米孔的常规L13微腔和引入纳米孔的高灵敏度L13微腔，在胰腺癌患者血浆样品中无...
Naringenin Inhibition of the
细菌群体感应（QS）调控病原菌毒力因子表达。植物黄酮柚皮素（naringenin）可抑制铜绿假单胞菌 QS 调控的毒力因子产生，但机制不清。本研究分析其分子基础，发现柚皮素直接结合 QS 调控蛋白 LasR，与其生理激活物 N-(3-oxo-dodecanoyl)-L-homoserine lactone（3OC12-HSL）竞争结...
Donor effect dominated molybdenum disulfide/graphene nanostructure-based field-effect transistor for ultrasensitive DNA detection.
基于低维材料的场效应晶体管（FET）生物传感器具有尺寸小、结构简单、响应快和灵敏度高等优点。本文提出并制备了一种基于二硫化钼/石墨烯（MoS2/graphene）杂化纳米结构的 FET 生物传感器，用于 DNA 杂交检测。该传感器对 10 aM 至 100 pM 的 DNA 浓度范围具有有效响应，检出限（LOD）为 10 aM，比已...
Dielectrophoresis assisted rapid, selective and single cell detection of antibiotic resistant bacteria with G-FETs.
抗生素耐药病原菌的迅速增加已成为全球性威胁，除研发新药外，还需要快速、廉价、可规模化且准确的诊断方法。基于电化学、机械或质量换能的全菌无标记生物传感器已尝试满足这些需求，但选择性与灵敏度之间的权衡仍是关键挑战。面向临床即时诊断，需要高特异性探针、灵敏准确的换能器，并具备微型化、多路复用、易操作和低成本等特点。本文报道了石墨烯场效应晶...