Recent Innovations in Bacterial Infection Detection and Treatment.
细菌感染对人类健康构成重大威胁，且抗生素耐药性不断增强。这些感染可导致高发病率和死亡率，因此需要快速、有效地识别和治疗病原菌。近年来，检测方法的发展集中于电化学、光学和质量型生物传感器。这些系统的进展包括采用多功能材料、微流控采样和便携式数据处理，以提高灵敏度、特异性和操作便利性。与此同时，抗菌治疗进展主要集中于抗生素和抗生素替代物...
Modular microring laser cavity sensor.
本文提出并实验演示了一种用于传感应用的模块化微环激光器（MML）腔。与传统简单环腔相比，MML 将激光腔划分为多个可独立设计的区域，使灵敏度、功率效率、自由光谱范围等生物传感器性能参数能够半独立优化，从而减少设计折中。作者基于 Al2O3:Yb3+ 集成光子平台制备了第一代 MML 器件，并进行了激光与传感性能测试。器件光纤到光纤斜...
Advances in emergent biological recognition elements and bioelectronics for diagnosing COVID-19.
冠状病毒对公共卫生构成严重威胁。目前2019冠状病毒病（COVID-19）诊断主要依赖逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）遗传物质，但疫情高需求下需要更简单、快速且可靠的替代方法。基于生物传感器的诊断方法因含有特异性识别病毒生物标志物的生物材料，可作为选择性快速检测病毒颗粒的替代...
Real-time point-of-care total protein measurement with a miniaturized optoelectronic biosensor and fast fluorescence-based assay.
尿液总蛋白检测是监测糖尿病肾病的重要指标，但现有方法多依赖大型、昂贵的实验室化学分析仪，难以用于即时检测或家庭监测，且无法实时读数。本研究开发了一种微型光电生物传感器，采用垂直腔面发射激光器（VCSEL）作为激发源，并结合蛋白诱导荧光增强（PIFE）快速蛋白检测法，可在数秒内动态测量蛋白加标缓冲液、血清和尿液中的蛋白浓度。该传感器在...
MutS protein-based fiber optic particle plasmon resonance biosensor for detecting single nucleotide polymorphisms.
本文提出一种将细菌 MutS 蛋白与光纤颗粒等离子体共振（FOPPR）传感系统相结合的新型基因突变检测方法。该方法将 MutS 蛋白偶联到沉积于光纤芯表面的金纳米颗粒（AuNPs）上。样品中含有 A/C 错配碱基对的目标双链 DNA 可被 MutS 捕获，使进入光纤的绿光吸收增强，从而导致透射光强下降。由于信号变化沿光纤连续全反射被...
C. elegans detects toxicity of traumatic brain injury generated tau.
创伤性脑损伤（TBI）后约30%长期存活患者出现广泛tau病理。此前发现小鼠TBI可诱导异常tau（tauTBI），并从损伤部位向远端脑区扩散；将TBI脑匀浆接种至正常小鼠可诱导进行性tau病理、突触丢失和认知下降，提示tauTBI在TBI后神经退变中起关键作用，但尚不能排除其仅为标志物。本研究将秀丽隐杆线虫（C. elegans）...
Development of diffractive optics technology-based immunoassay protocol and its application in the detection of Entamoeba histolytica infections.
溶组织内阿米巴（Entamoeba histolytica）感染引起的阿米巴病在许多国家仍是重要寄生虫病。本研究利用Axela Biosensors开发的dotLab™衍射光学技术，建立了一种快速免疫分析方法，用于在加标粪便样品中检测E. histolytica，检测时间约66 min，最低可检测浓度至少为5.45 cells/mL...
Nanomaterial Biointerfacing via Mitochondrial Membrane Coating for Targeted Detoxification and Molecular Detection.
天然细胞膜已被用于包覆纳米材料以实现功能化，但真核细胞器内膜尚未被探索。本文以线粒体为模型细胞器，通过膜囊泡–基底融合过程，将小鼠肝脏来源的线粒体外膜（OMM）包覆到聚合物纳米粒和场效应晶体管（FET）表面。所得OMM包覆纳米粒（OMM-NPs）可结合靶向OMM的Bcl-2抑制剂ABT-263，在体外保护细胞免受ABT-263诱导的...
Engineering the Reductive TCA Pathway to Dynamically Regulate the Biosynthesis of Adipic Acid in
己二酸是重要的脂肪族二元羧酸，主要用于尼龙-6,6聚合，约占全球己二酸消费市场的50.8%。微生物发酵生产己二酸可避免石油资源消耗和传统化学合成中氮氧化物排放，但低理论产率与昂贵诱导剂限制了其工业化。为此，作者构建了氧依赖动态调控（ODDR）系统，利用FNR转录激活因子依赖的厌氧诱导生物传感器，在厌氧条件下动态调控sucD、pyc、...
Biomaterials in treatment of Alzheimer's disease.
阿尔茨海默病（AD）是一种不可逆的进行性神经退行性疾病，现有治疗和诊断策略仍存在诸多不足。药物疗效差主要受血脑屏障（BBB）和周围副作用等生物学障碍限制，同时缺乏能精准将药物递送至脑内并保持其治疗活性的载体。随着疾病患病率上升和有效疗法缺乏，亟需开发更创新、便捷且可负担的AD治疗方式。为此，研究者探索多种生物材料，以开发潜在载体或其...
The C-terminus of the mu opioid receptor is critical in G-protein interaction as demonstrated by a novel graphene biosensor.
本研究设计并表达了含天然 C 末端的水溶性人 μ 阿片受体变体 wsMOR-G2_Cter，并将其固定于可扩展石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器表面，用于在脂质自由体系中实时、高灵敏地研究 μ 阿片受体（MOR）与 G 蛋白的相互作用。此前水溶性 MOR 变体已可在纳摩尔至皮摩尔范围检测阿片类物质，并提示脂质双分子层可能并非 ...
Fiber Optic Sensors: A Review for Glucose Measurement.
糖尿病是一种需要长期监测血糖的慢性代谢疾病。现有血糖传感器多依赖指尖采血，存在疼痛、感染风险及一次性耗材等问题。光纤传感器因体积小、易于操作、大多微创或无创、感染风险低、精度较高、相关性好且成本较低，在生物医学检测中具有重要潜力。本综述系统比较了不同实验技术制备的光纤葡萄糖传感器，包括锥形光纤、U形光纤、表面等离子共振（SPR）、光...
Detection of an IL-6 Biomarker Using a GFET Platform Developed with a Facile Organic Solvent-Free Aptamer Immobilization Approach.
适配体固定化石墨烯场效应晶体管（GFET）已成为检测蛋白、细菌、病毒及化学物等生物标志物的常用平台。传统石墨烯适配体固定化通常采用两步交联：先将芘衍生物锚定到石墨烯表面，再用 EDC/NHS 将胺端适配体交联到芘骨架上。该过程常需 DMF 或 DMSO 等有机溶剂，可能侵蚀聚合物、钝化层和微流控管路，影响芯片与即时诊断器件完整性。本...
Quantum Simulation of the Silicene and Germanene for Sensing and Sequencing of DNA/RNA Nucleobases.
过去十年，二维材料因高比表面积等优异性质成为生物分子传感候选材料。硅烯和锗烯分别是硅和锗的单层蜂窝结构。本文利用含范德华修正的密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）方法，研究 DNA/RNA 碱基与硅烯、锗烯单层的相互作用，并评估其作为 DNA/RNA 碱基测序生物传感器的可行性。研究考察鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、腺嘌...
Cell-based high-throughput screening of polysaccharide biosynthesis hosts.
高价值多糖通常由野生型或代谢工程微生物宿主通过发酵生产。这些宿主作为细胞工厂，将单糖或淀粉等碳水化合物转化为具有生物活性的多糖。因此，开发有效的体内高通量方法筛选能够高水平合成目标多糖的细胞具有重要意义。单色或双色荧光标记、荧光猝灭以及生物传感器等策略可用于细胞库分选，适用于工业工程菌株驯化和工程细胞中多糖合成代谢通路的优化。同时，...
C. elegans: A biosensor for host-microbe interactions.
微生物是地球生命的重要组成部分，宿主与微生物通过持续互作共同塑造超有机体对环境响应。尽管过去20年微生物组研究取得重大进展，但宿主与微生物及其环境之间相互作用的机制仍不清楚。秀丽隐杆线虫 Caenorhabditis elegans 已被广泛用于研究多种与人类相似的过程。近期证据表明，线虫是精细解析微生物-宿主互作复杂性的有力工具。...
Detection and disinfection of COVID-19 virus in wastewater.
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，已成为影响公共卫生和经济活动的重大大流行。由于病毒在人体肠上皮细胞中复制并经粪便排出，废水监测是一种理想、无创、低成本且可早期预警的流行病学方法，用于检测SARS-CoV-2遗传物质。本文综述了市政废水中SARS-CoV-2的检测技术和...
A critical review on intelligent and active packaging in the food industry: Research and development.
随着新型食品不断上市，消费者需要在食用前持续监控食品质量，同时为减少保存期间的腐败，智能包装（IP）和主动包装（AP）等现代包装技术得到发展。IP 可通过时间-温度指示器（TTI）、气体指示剂、湿度传感器以及光学、量热和电化学生物传感器等，检测缺陷、监控质量并追踪包装食品，从而控制从生产到消费阶段的储存条件。AP 则通过吸收和扩散系...
The redox potential of flavin derivatives as a mediator in biosensors.
本文报道了393个黄素衍生物的两电子还原电位。这些衍生物在黄素C6、C7、C8和C9位被铜族过渡金属（Cu、Ag、Au）和共轭双键烃取代，并分别考察有无OH、Cl、CH3、COOH和NO2等官能团。为验证结果可靠性，计算了具有实验值的人体生命分子黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）和核黄素（维生素B2）的还原电位。FAD实验值为-0.22 ...
New insight into G-quadruplexes; diagnosis application in cancer.
氮碱基的生化性质与柔性使DNA可折叠成多种高级结构。在众多DNA二级结构中，由富含鸟嘌呤序列形成的G-四链体（G-quadruplexes，G4）因其生物学意义、治疗干预潜力以及在分子器件和生物传感器中的应用而受到关注。G4研究可分为体内、体外和计算模拟三大方向，其中体外研究包括G4合成寡核苷酸。本综述聚焦G-四链体合成适配体的结构...