随着抗菌药物耐药性指数级上升以及新型抗生素研发管线停滞，优化现有感染治疗方案比以往任何时候都更为迫切。该过程的关键环节之一是快速、准确地鉴定致病细菌。目前细菌检测的金标准方法包括培养法、聚合酶链反应和免疫分析，但存在周转时间长、准确性有限等明显缺点，限制了其作为即时诊断设备的应用。近年来，多种创新检测技术被提出并发展以克服上述不足。...
报道了一种基于双层准自由外延石墨烯（QFS EG）的超灵敏实时 SARS-CoV-2 生物传感器。将 SARS-CoV-2 S1 刺突蛋白抗体固定于 SiC 衬底上的 QFS EG 表面，通过电学转导 S1 抗原-抗体结合事件，无需栅极或信号放大，即可在数秒内检测感染者中鼻甲拭子和呼出气气溶胶样品中低至 60 copies/mL 的...
非法麻醉药物滥用及其引发的致命或犯罪活动已成为全球重大关切。此类药物通过改变意识状态影响个体的情感、知觉与情绪，可能在关键工作场所造成严重安全漏洞。因此，面向执法机构、工作场所等安全与安保需求的即时检测（POC）药物检测设备已成为迫切需求。本综述聚焦于用于分析最常见非法药物或其代谢物的多种电化学与光学纳米传感器的最新进展，包括四氢大...
ryanodine receptor (RyR) 是肌浆网 Ca2+ 释放通道，其 N 端区域 (NTR) 调控兴奋-收缩耦联中的 Ca2+ 释放，并富含与骨骼肌 RyR1 和心肌 RyR2 肌病相关的突变。本研究在小鼠 RyR2 NTR 的 A、B、C 结构域引入 FRET 供体-受体对，构建 AC-NTR 和 BC-NTR 两种...
由产脲酶微生物引起的导尿管相关尿路感染（CAUTI）更易导致导尿管堵塞，因为微生物脲酶活性会改变尿液化学环境。导尿管堵塞具有危险性，会增加脓毒症等严重感染风险。奇异变形杆菌（Proteus mirabilis）的脲酶是一种毒力因子，可升高尿液 pH，进而促进晶体和生物膜形成并导致堵塞。本文报道一种优化后的生物传感器“lozenge”...
本文报道了一种基于电化学阻抗的生物传感器，用于监测人乳低聚糖（HMO）组成的变化。2′-岩藻糖基乳糖（2′FL）是一种与婴儿生长、认知发育及感染性腹泻保护相关的 HMO。由于遗传差异，部分女性（非分泌型）乳汁中不含或仅含极少量 2′FL，可能影响婴儿健康与发育。然而，目前尚无可在床旁分析人乳中 HMO 存在与浓度的技术。针对这一未满...
全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类具有表面活性与疏水疏油性的合成含氟化合物，因碳-氟键稳定而生物半衰期长，已在人体和环境水体中广泛累积。由于人类主要通过摄入接触 PFAS，亟需快速检测饮用水和农业用水中的 PFAS。本文提出一种基于人肝脏脂肪酸结合蛋白（hLFABP）的荧光生物传感器设计策略，用于快速检测 PFAS。通过在配体结合...
酯酶是一类催化酯键水解与形成的水解酶，在工业酶市场中占有重要地位。凭借其独特的生物催化特性，酯酶可用于环境可持续设计，包括生物质降解、食品与饲料工业、乳制品、纺织、农药（除草剂、杀虫剂）、生物修复、生物传感器开发、抗癌、抗肿瘤、基因治疗及诊断等。酯酶可从多种哺乳动物组织、动物和微生物中分离获得，极端环境来源酯酶的发现进一步提高了研究...
生物传感器是将生物信号转换为可观测响应的分析工具，可用于严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）感染的早期检测。其通过靶向病毒抗原评估临床进展，提供感染严重程度和关键趋势信息，并具备现场、快速、高灵敏等特点，可在医院、机场等人员密集场所进行筛查。微流控与纳米技术是发展生物传感器技术的重要基础。近年来，由于高选择性、简便、...
结核病（TB）是由结核分枝杆菌引起的主要全球性传染病，常累及肺部，早期诊断和治疗对控制疫情至关重要。干扰素-γ（IFN-γ）是机体抗感染免疫应答中的细胞因子，可作为结核病的宿主生物标志物。目前常用的抗体法检测包括酶联免疫吸附试验（ELISA）和干扰素-γ释放试验（IGRA），但存在耗时长、灵敏度不足以及难以区分结核病不同阶段等缺点。...
新冠疫情暴发对全球造成严重冲击。本文综述了近年来出现于人类的冠状病毒及其在全球的流行/大流行传播，并强调各国迫切需要建立快速、易得的生物传感器用于追踪SARS-CoV-2。由于SARS-CoV-2潜伏期约14天且约25%感染者无症状，准确识别病毒并降低因冠状病毒突变导致的假阴性风险尤为重要。文中介绍了多种检测路径，包括实时逆转录聚合...
血浆中淀粉样蛋白β1-40（Aβ1-40）与Aβ1-42比值分析可实现阿尔茨海默病（AD）的高精度诊断，但血浆Aβ检测因存在大量生物大分子干扰而难以常规开展。本文开发了一种水凝胶图案化螺旋微电极生物传感器，并结合跳跃式介电电泳（hDEP）力，用于Aβ检测。该传感器将负介电电泳（nDEP）与正介电电泳（pDEP）交替作用，形成hDEP...
本文提出一种新型表面等离子共振（SPR）生物传感器设计，用于疟疾不同感染阶段的即时检测。该结构由CaF2棱镜、TiO2粘附层、Ag/Au金属层、PtSe2中间层、二维材料（石墨烯/MoS2/WS2）及传感介质组成。采用传输矩阵法（TMM）在优化各层厚度与层数后计算角反射率，并用相位探测技术验证共振角位置；同时利用COMSOL Mul...
癌症对人类健康构成严重威胁，早期诊断对及时预防与有效治疗至关重要。外泌体因具有独特的生理和病理功能，能够反映肿瘤微环境信息，并在肿瘤发生与进展中发挥重要作用，已成为无创早期癌症诊断中极具吸引力的生物标志物。生物传感器凭借操作简便、实时读出、灵敏度高和特异性突出等优势，在外泌体检测中受到广泛关注，显示出在癌症早期诊断中的潜在医学应用价...
本文提出一种基于石墨烯-等离子体纳米结构的血红蛋白浓度传感器。作者将半圆柱形金棒按周期阵列排布，并结合银、二氧化硅和石墨烯多层结构，构建了五种石墨烯-等离子体组合传感结构，用于检测血液样品中的血红蛋白浓度。通过引入不同平板和圆柱形石墨烯层，可改善吸收器的吸收峰强度与共振波长；增加金层可增强入射电磁波的限制并提高吸收因子。研究还考察了...
本文报道了一种基于钼酸钠（Na2MoO4）独特催化化学发光（CL）特性的葡萄糖检测生物传感器。过氧化氢（H2O2）与鲁米诺（luminol）之间的 CL 反应在 Na2MoO4 存在下被显著增强 284 倍。机制研究表明，Na2MoO4 可促进 H2O2-luminol 体系中羟基自由基（•OH）和超氧阴离子（•O2−）的生成，从而...
本文提出一种利用新型介电材料溴化铊（TIBr）增强表面等离子共振（SPR）生物传感器性能的结构。所提传感器采用Kretschmann构型，由BK7棱镜、银（Ag）、砷化铝（AlAs）、TIBr、黑磷（BP）和传感层六层组成。研究在633 nm波长下采用角度探测法进行数值分析，并用波长变化法和电场强度分析验证，计算工具包括传输矩阵法和...
个性化抗感染治疗要求抗生素浓度始终处于最佳治疗窗内，以最大化疗效、减少副作用并避免剂量不足诱导耐药。然而，个体化方案需要频繁采样以调整血药浓度。为将治疗药物监测（TDM）更好地融入临床流程，抗生素浓度既可通过即时检测（POCT）在血液中测定，也可依赖无创采样。本文报道了一种基于微流控芯片的通用生物传感器平台，采用无抗体、高灵敏度的β...
血清素（5-HT）水平波动是多种神经系统疾病的重要表现，因此需要高灵敏度、高选择性、低成本且响应快速的5-HT监测方法。氧化锌（ZnO）场效应晶体管（FET）具有低噪声、高开关比等优势，但其响应非线性明显，且缺乏改善非线性的研究。本文提出一种嵌入栅极电极包覆FET沟道的ZnO纳米棒FET生物传感器，以改善电解质中电场线分布均匀性，提...
本研究构建了一种基于表面等离子场增强荧光光谱（SPFS）的生物传感器，用于检测霍乱毒素的截短形式——β亚基（CTX-B）。CTX-B 分子量约12 kDa，被选为水源性病原体蛋白毒素检测的模型分析物。识别层制备在经11-巯基十一烷酸（11-MUA）修饰的镀金 LaSFN9 玻璃表面，生物素化抗 CTX-B 多克隆抗体（B-Ab）固定...