亚硫酸盐是一种强毒性物质，可损害人体多器官。尽管有毒，它仍被广泛用作食品、饮料和药品中的防腐剂、抗褐变剂和抗氧化剂，因此人体易摄入外源性亚硫酸盐；内源性亚硫酸盐也产生于半胱氨酸和甲硫氨酸的分解代谢。体内生理范围内的血清亚硫酸盐水平主要由钼依赖的亚硫酸盐氧化酶（SO）严格维持，SO通过两电子氧化途径将亚硫酸盐催化氧化为硫酸盐。SO活性...
本文首次报道双螺旋核酸双链结构的分子尺度电容效应。利用高精度石墨烯晶体管生物传感器对静电场效应进行大样本定量测量，观察到异常电荷输运行为：端部固定的核酸双链不像导体，而能像分子电容器一样储存部分电离电子。为阐明该发现，提出级联电容网络模型作为核酸双链的新等效电路，扩展点电荷近似模型，将部分电荷输运归因于电容网络内电子再分布。实验证实...
本文提出一种基于 Kretschmann 构型的表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于分析化学、医学和生物分析物。该传感器采用 BK7 棱镜作为耦合基底，并在棱镜表面依次构建 40 nm 金层、单层 ε-硒化锡（ε-SnSe）纳米片、20 nm 金层和单层石墨烯（graphene）层，形成双金属/二维材料复合传感结构。ε-SnSe...
本文系统综述了韩国在化学传感材料与完全集成的物联网(IoT)传感平台方面的最新研究进展，以验证此类传感系统在即时检测(POCT)中的适用性。作者对多种有机/无机纳米材料的合成与表征进行了总结，阐明其在暴露于目标分析物时的基本化学传感机制，并验证了纳米材料与基于IoT的信号换能器集成后用于化学物种实时、现场分析的可行性。综述重点关注用...
有机磷（OP）农药的快速、灵敏和实时检测对现场监测至关重要。酶基生物传感器研究日益增多，来自嗜酸热放线杆菌 Alicyclobacillus acidocaldarius 的热稳定酯酶 EST2 因具有类似脂肪酶的 Ser–His–Asp 催化三联体且对 OP 亲和性高，成为有前景的生物受体。本研究评估 Förster 共振能量转移...
手性纳米颗粒（NPs）的生物应用近年来备受关注。本文合成了具有强手性光学性质和独特磁性性质的磁手性氢氧化钴（Co(OH)2）纳米颗粒，并将其用于活细胞和体内活性氧（ROS）的检测与监测。磁手性Co(OH)2 NPs的圆二色（CD）和磁共振成像（MRI）信号在细胞内ROS检测中表现出0.673至612.971 pmol/10^6 ce...
空气传播的 SARS-CoV-2 是尚未完全理解的重要感染途径。气溶胶和飞沫中的病毒通常含量低，且 RT-PCR、病毒培养等现有方法耗时长，难以满足快速现场检测需求。本文综述了呼吸道病毒空气传播背景、SARS-CoV-2 特征及其在超过 2 m 距离仍可能传播的风险，并总结 2015 年以来可用于空气传播 SARS-CoV-2 及其...
硅纳米线（SiNW）场效应晶体管（FET）已被开发为高灵敏、无标记的生物分子传感器。其检测原理是间接的：通过测量晶体管电流变化来检测生物分子，电流变化由生物分子产生的电场引起。本研究结合纳米光刻、化学功能化、电学测量和分子识别方法，将 SiNW 晶体管测得的电流与纳米线表面发生的特定分子识别事件相关联。作者采用氧化扫描探针光刻（o-...
随着纳米材料和可扩展、高产量纳米制造工艺的广泛应用，新型生物传感器的开发正在发生变革。过去数十年，纳米技术介导的生物传感研究处于前沿，因其在医疗健康、制药、细胞诊断、药物递送以及水和空气质量监测中具有潜在应用。纳米科学的发展依赖于对理论、制造与加工方法以及应用特定技术的深入理解。作为纳米科学的一部分，纳米粒子的拓扑结构和可调性能可通...
噬菌体（phage）作为新兴纳米探针，已被用于检测多种生物物种，包括生物标志物分子和病原微生物。纳米级噬菌体可在表面展示任意序列的外源肽或抗体单链可变片段（scFv），从而特异性结合动物细胞、细菌、病毒和蛋白分子等靶标。金属纳米颗粒具有独特的等离子共振效应，金、银和磁性纳米材料广泛用于可视化检测。噬菌体可与金属纳米颗粒组装形成有机-...
表面等离子共振（SPR）生物传感器因具有实时、无标记和高检测精度等优点，已应用于食品安全、环境监测和医学诊断等领域。传统SPR结构通常由玻璃棱镜和贵金属构成，但非金金属易氧化，且金属对生物分子吸附能力有限，制约灵敏度。二维材料可提升稳定性并增强生物分子吸附。本文以二硒化铂（PtSe2）作为新型过渡金属二硫化物/二硒化物（TMDs）材...
本文报道了一种基于硅的电解质栅晶体管（Si-EGT）用于花生过敏原（PAs）的超灵敏无标记检测。器件采用自上而下工艺制备，具有低阈值电压约0.7 V、亚阈值摆幅小于70 mV/dec、栅极漏电流小于10 pA等优良本征电学特性。通过表面功能化并在栅极表面固定花生过敏原抗体，实现对Ara h1和Ara h3的选择性识别。电压相关灵敏度...
面对新冠疫情持续暴发，诊断检测能力不足威胁疫情控制。实时逆转录聚合酶链反应（real-time RT-PCR）虽是病毒检测金标准，但因集中检测与周转时间长，难以在紧急疫情中及时反映疫情现状。因此，在疫苗尚未广泛部署的国家，需要快速筛查工具以遏制传播。本文提出一种基于双电层（EDL）栅场效应晶体管生物传感器（BioFET）的唾液法新冠...
传染病持续威胁人类社会，新冠疫情、抗菌药物耐药性和医院感染使全球医疗系统承压。控制感染的关键在于快速识别致病病原。传统微生物培养是临床微生物学金标准，PCR扩大了可检测病原范围，但二者依赖昂贵设备和专业人员，难以满足即时检测需求。本文作为《化学研究快报》特刊客座编辑前言，概述面向感染诊断的新一代生物传感器进展。化学帮助解析感染与宿主...
低成本、快速且准确的病毒检测技术在减少病毒传播中发挥关键作用。及时准确的检测有助于及时治疗与隔离感染者，从而降低大规模传播风险。然而，传统病毒检测方法常存在响应慢、成本高或流程复杂等问题。近年来，二维材料因其比表面积大、可与生物分子发生活性表面相互作用且易于表面功能化，成为高性能化学与生物物质检测的有前景传感平台。此外，二维材料具有...
电化学发光（ECL）是开发（生物）传感器的强有力读出方法，其性能取决于电极材料和表面结构。本文证明，利用二维过渡金属碳化物（Ti3C2TX MXene）的多样性精确调控传感界面，可增强ECL信号。该电极材料具有显著的结构和电化学性能，并因Ti的可还原性通过原位生成金纳米颗粒（AuNPs）进行修饰。随后，由于Ti3C2TX MXene...
多目标同步检测的电化学发光（ECL）策略是生物传感研究热点，但可用 ECL 发光体种类有限。本研究合成了带隙可调的 Cu–Zn–In–S/ZnS 纳米晶（CZIS/ZnS NCs），并将其用于电位分辨 ECL 检测。通过改变前驱体中 Cu 的比例，CZIS/ZnS NCs 的 ECL 发射波长和发射电位可分别由 480–750 nm...
人体健康与性能监测（HHPM）对保护、维持、评估和改善工业、学术、体育、休闲及军事等领域人员状态至关重要。现有商用可穿戴传感器多基于物理特征，难以精确评估健康、身体和心理状态。可从人体微创或无创获取的生物标志物，如汗液、泪液、尿液、组织间液等体液、呼出气及皮肤表面信号，可为HHPM提供丰富信息。本文综述面向HHPM的生物传感器技术现...
支链氨基酸（BCAA）代谢具有多种生理功能，并可被用于生产高价值化学品。然而，目前缺乏特异性针对 BCAA 衍生产物的真核生物传感器，限制了用于菌株工程与代谢研究的高通量筛选的发展。本研究利用酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）转录调控因子 Leu3p 开发了一种遗传编码的 BCAA 代谢生物传感器。在一种构...
多酚是葡萄、葡萄汁和葡萄酒中重要的化合物家族，其含量与葡萄成熟、发酵过程及最终酒质相关，并因抗炎特性而具有健康意义。目前多酚检测主要依赖标准化学分析，成本高且需专业实验室，难以用于连续监测。本文报道了用于多酚检测的传感器表面化学功能化策略，并采用商用石英晶体微天平带耗散监测（QCM-D）装置进行测量。功能化层包括蛋白质（牛血清白蛋白...