Development of an MFC-biosensor for determination of Pb
基于微生物燃料电池（MFC）的生物传感器为原位、即时监测底物浓度提供了创新方法，其以生物阳极为传感元件。本研究考察了含 Pb2+ 条件下 MFC 生物传感器在不同水力停留时间（HRT，0.5、1 和 2 d）下的性能。结果表明，功率密度随 HRT 降低而增加，在 HRT 为 1 d 时获得最高功率密度 597 mW/m2。MFC 系...
Nanomaterial-based biosensor developing as a route toward in vitro diagnosis of early ovarian cancer.
卵巢癌早期诊断的重大挑战导致过去半个世纪其死亡率居高不下。体外诊断（IVD）通过无创、动态分析生物标志物，在卵巢癌早期诊断中具有潜力，但常见IVD因灵敏度、特异性和便捷性不足，常无法提供可靠结果。近年来，新生物标志物的发现和纳米材料进展可弥补传统IVD的不足。基于纳米材料的新兴生物传感器在便捷性、速度、选择性和灵敏度方面显著提升。本...
Creating hot spots within air for better sensitivity through design of oblique-wire-bundle metamaterial perfect absorbers.
为提升生物传感器灵敏度，本文设计了一种斜置平面超材料完美吸收体（MPA），使电磁热点集中于斜置平面与连续接地金属之间的空气区域，从而让被测物与热点充分相互作用。仿真表明，斜置平面MPA的灵敏度可达1049 nm/RIU。作者采用电子束光刻制备种子层，并在沉积过程中倾斜样品，获得斜置平面结构；考虑实际沉积中多个斜置平面的随机性，将上谐...
Near-Infrared Electrogenerated Chemiluminescence from Simple Copper Nanoclusters for Sensitive Alpha-Fetoprotein Sensing.
开发低成本、水溶性且近红外（NIR）发射的电致发光体对生物应用具有重要意义。本研究通过简便的一锅湿化学还原法合成了具有明亮近红外电致发光（ECL）性能的铜纳米簇（Cu NCs）。在过硫酸钾（K2S2O8）存在下，Cu NCs的ECL最大发射波长为735 nm，较其他报道的Cu NCs至少红移135 nm。作者利用电化学、光致发光（P...
Human cardiac myosin-binding protein C phosphorylation- and mutation-dependent structural dynamics monitored by time-resolved FRET.
心肌肌球蛋白结合蛋白C（cMyBP-C）是肌节粗丝相关蛋白，也是治疗心衰收缩功能障碍的潜在靶点。通过小分子药物结合模拟磷酸化cMyBP-C的结构动态，可调节其构象状态并改善收缩功能。本研究开发了一种人源cMyBP-C生物传感器，用于检测磷酸化和突变引起的分子内结构变化。作者利用定点突变和时间分辨荧光共振能量转移（TR-FRET），在...
A highly sensitive PNA-microarray system for miRNA122 recognition.
表面化学是基于微阵列技术构建高灵敏生物传感器的关键。本文报道了一种用于检测miRNA的多层Si/Al/琼脂糖PNA微阵列系统。该系统利用铝膜的镜面反射效应，并通过调节琼脂糖膜厚度对Cy5荧光标记的发射波长产生正向干涉，从而实现简单的光学信号增强。以miRNA_122为检测对象，PNA微阵列的灵敏度约为1.75 μM⁻¹，检出限约为0...
Glucose sensing on screen-printed electrochemical electrodes based on porous graphene aerogel @prussian blue.
糖尿病是三大慢性病之一，常引发多种并发症，可影响身体多个部位甚至威胁患者生命。目前全球糖尿病形势严峻，准确检测血糖对糖尿病的诊断、治疗、用药以及患者自我管理非常重要。本文开发了一种基于丝网印刷电极（SPE）修饰石墨烯气凝胶（GA）/普鲁士蓝（PB）复合材料（GA@PB）的电化学葡萄糖生物传感器。GA@PB 以 L-抗坏血酸为还原剂，...
Determination of Drugs in Clinical Trials: Current Status and Outlook.
所有药物、疫苗、化妆品及许多医学突破在进入标准临床或市场前，都必须通过临床研究或临床试验批准。临床试验是用于评估药物、化合物和治疗方案安全性与有效性的系列测试，通常包括一个临床前阶段和四个主要临床阶段。分析技术在临床试验中发挥关键作用，用于测定生物基质中药物浓度并监测患者或志愿者状态。本综述聚焦于近期用于测定全血、血浆、尿液和母乳等...
Recent Trends in Biosensors for Environmental Quality Monitoring.
环境污染监测需要快速、可靠、低成本且小型化的检测装置，这一需求推动了污染物生物传感器件的发展。本综述总结利用生物传感器检测环境污染物的最新趋势，讨论酶、全细胞、抗体、适配体和DNA生物传感器以及仿生传感器的应用。文章归纳了上述传感器检测各类污染物的适用性，并介绍其结构特征。生物传感器设计中采用多种检测原理，包括安培法、电导法、发光法...
Continuous Lactate Monitoring System Based on Percutaneous Microneedle Array.
乳酸检测在运动医学和临床医学中具有重要意义，乳酸堆积会影响运动员表现，也是脓毒症的重要预后指标。目前乳酸检测主要依赖指尖或耳垂采血，存在疼痛、无法连续监测和成本较高等问题。本研究开发了一种低成本连续乳酸监测系统（CLMS），其核心为基于经皮微针阵列的三电极乳酸传感器。工作电极为10 mm×6 mm的不锈钢微针阵列，包含3×3根微针，...
Denoising of Fluorescence Image on the Surface of Quantum Dot/Nanoporous Silicon Biosensors.
在基于量子点的多孔硅光子晶体生物传感器中，目标生物体浓度可通过生物反应前后多孔硅孔道内量子点荧光灰度值的变化间接测量。然而，由于多孔硅无序纳米结构和表面粗糙，器件表面荧光图像含有噪声。本文分析了噪声类型及其对荧光图像灰度值的影响，指出噪声引起的灰度变化会显著降低检测灵敏度。为降低噪声影响，提出一种基于灰度压缩和非局部各向异性扩散滤波...
Diagnostic assay and technology advancement for detecting SARS-CoV-2 infections causing the COVID-19 pandemic.
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发的新冠疫情已传播至全球，造成严重社会经济影响。当前迫切需要精准、快速、可负担的检测方法，以在不同疾病阶段识别SARS-CoV-2及其变异株。实时逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）等分子方法可实现早期精准诊断，但成本较高且流程复杂；免疫检测虽快速低成本，但仅检测少量抗体，诊断效率...
Regulation Mechanism of ssDNA Aptamer in Nanozymes and Application of Nanozyme-Based Aptasensors in Food Safety.
食品安全是全球关注的问题。病原菌、毒素、农药、兽药、重金属和非法添加剂常污染食品并威胁人类健康。传统检测方法难以满足现代社会对食品现场快速筛查大量样品的需求，因此亟需新型快速检测方法。纳米酶和适配体具有优异性质，由二者构成的生物传感器在灵敏度、特异性、重复性和准确性方面具有显著优势，被认为是传统方法之外用于快速准确检测食品污染物的有...
Review of Microdevices for Hemozoin-Based Malaria Detection.
尽管疟疾可防可治，仍使近半世界人口面临风险，因此快速、准确且敏感的疟疾诊断对疾病控制与消除至关重要。现场标准方法为光学显微镜和免疫快速检测，但耗时且难以检测低水平寄生虫血症。生物传感器和芯片实验室器件通常具有高灵敏度、高特异性和易用性，可作为疟疾诊断的替代方案。疟原虫在红细胞内感染时消耗宿主血红蛋白，并将游离血红素转化为疟色素晶体；...
Ultrasensitive Aptasensors for the Detection of Viruses Based on Opto-Electrochemical Readout Systems.
病毒感染是全球疾病负担、死亡率和经济损失的主要驱动因素，而许多致命病毒缺乏快速、准确、易用的检测手段。生物传感器为克服传统诊断方法成本高、耗时长、依赖实验室基础设施等不足提供了有效途径。适配体作为单链DNA或RNA识别元件，可通过SELEX体外筛选获得，具有成本低、稳定性高、特异性强、易于化学修饰且对环境变化不敏感等优势，已广泛用于...
Laser-Induced Graphene Based Flexible Electronic Devices.
自2014年报道以来，激光诱导石墨烯(LIG)因制备快速、无掩模、低成本且可定制而受到广泛关注，在可穿戴电子和生物传感器领域展现出应用潜力。LIG可在多种基底和碳源上制备，如有机薄膜、植物、纺织品和纸张等。本文系统综述LIG的最新制备方法与典型应用进展，涵盖机械传感器、温湿度传感器、电化学传感器、电生理传感器、加热器和执行器等柔性电...
Exploring nano-enabled CRISPR-Cas-powered strategies for efficient diagnostics and treatment of infectious diseases.
本文综述了纳米技术赋能的 CRISPR/Cas 策略在传染病诊断与治疗中的应用。CRISPR/Cas 系统通过 crRNA/sgRNA 引导 Cas 蛋白识别并切割特定核酸序列，已成为安全、靶向且高效的基因编辑与核酸检测工具。作者指出，传统病毒载体递送存在免疫原性、插入致癌、保留和靶向递送等限制，而定制聚合物纳米颗粒、脂质纳米颗粒、...
An electronic biosensor based on semiconducting tetrazine polymer immobilizing matrix coated on rGO for carcinoembryonic antigen.
本文报道了一种用于即时检测癌胚抗原（CEA）的新型便携式电子生物传感器的完整开发。器件以还原氧化石墨烯（rGO）为基底导电层，并采用新型含氮半导体四嗪聚合物 PhPTz 作为抗 CEA 抗体的固定基质。PhPTz 一方面通过四嗪环氮原子与抗体肽段及 N-糖链形成协同氢键，实现抗体的有效固定；另一方面将抗体-抗原结合引起的电荷密度变化...
Quantitative Analysis of γ-Aminobutyric Acid by Combined Cell-Free Protein Synthesis and Transamination Reactions.
细胞的合成能力不仅可用于生产生物分子，也可用于分析物检测。无细胞蛋白合成（CFPS）可作为生物检测中的信号放大模块，避免全细胞微生物传感器带来的许多问题。本文开发了一种结合 γ-氨基丁酸（GABA）酶促转化与氨基酸依赖型 CFPS 的 GABA 定量方法。样品中的 GABA 在转氨酶作用下将氨基转移至丙酮酸，生成丙氨酸；生成的丙氨酸...
The MoPah1 phosphatidate phosphatase is involved in lipid metabolism, development, and pathogenesis in Magnaporthe oryzae.
稻瘟病菌 Magnaporthe oryzae 依赖附着胞产生巨大膨压穿透植物细胞，脂质代谢在该过程中发挥关键作用。本研究鉴定了 M. oryzae 中编码保守磷脂酸磷酸酶的 MoPAH1 基因。MoPAH1 在植物侵染过程中表达上调，MoPah1 蛋白在菌丝、分生孢子、附着胞和侵入菌丝等发育与侵染阶段均表达，并主要定位于细胞质。敲...