过去十年，硅纳米线（SiNW）生物传感器作为高灵敏、无标记、电学检测工具，被广泛用于生物分子识别与疾病诊断。本文系统综述了 SiNW 生物传感器的工作原理、制备工艺、表面功能化、流体交换、Debye 长度效应及电学读出方法。SiNW 通常构成场效应晶体管（FET）沟道，通过抗体、肽核酸（PNA）、DNA 探针或生物素–链霉亲和素等识...
一种便携式快速微生物检测装置 LOCAD-PTS 于 2006 年 12 月作为技术演示单元发射至国际空间站（ISS）。此前研究已报道其通过定量单一微生物生物标志物脂多糖（LPS）检测 ISS 表面革兰阴性细菌。本文报告进一步在轨技术演示实验，将 LOCAD-PTS 的在轨检测能力扩展至三种微生物生物标志物：真菌细胞壁成分 β-葡聚...
分子成像通过在细胞和活体中时空可视化与量化单/多分子事件，显著推进基础生物学与转化医学。适配体是通过系统进化指数富集（SELEX）体外筛选得到的短单链DNA/RNA，能高亲和、高特异结合小分子、核酸、蛋白、细胞等广泛靶标，具有可化学合成修饰、低免疫原性、可体外/体内使用等优点，是分子成像探针的理想识别元件。本文综述适配体生物传感器/...
本研究评估一种新型表面等离子共振（SPR）系统对人唾液中肿瘤标志物糖类抗原15-3（CA15-3）的直接检测能力。作者采用两种SPR系统，即Au/ZnO薄膜SPR系统与Biacore SPR系统，比较其对不同浓度唾液CA15-3样品的响应。实验以健康女性唾液为基质，通过免疫放射法确认样品浓度，并比较离心与过滤两种前处理方法。结果显示...
在单壁碳纳米管（SWNT）上重构脱辅基葡萄糖氧化酶（apo-GOx）并用黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）功能化，可显著提高葡萄糖传感器中氧化还原反应的电子转移周转率。本研究旨在从分子层面理解不同电荷 SWNT 对 FAD 构象和取向变化的影响，从而为选择适合 FAD 与 apo-GOx 重构的 SWNT 提供合理设计依据。作者在水溶液环...
本研究考察了一种纳米特征生物传感器平台的构建，旨在快速、选择性检测大肠杆菌。该传感器以碳纳米管为基底，其表面修饰金纳米颗粒，并在金纳米颗粒上固定一种特异性表面黏附RNA序列元件。多步传感器组装通过以下步骤完成：在石墨基底上生长碳纳米管，在碳纳米管表面直接合成金纳米颗粒，以及将硫醇化RNA结合到已固定的金纳米颗粒上。将复合纳米材料用于...
蛋白酶广泛参与生物过程，其异常与癌症、关节炎、神经退行性和心血管疾病相关，因此需要灵敏、简便的检测方法。本文报道蛋白保护金纳米簇（AuCs）作为无标记荧光生物传感器检测蛋白酶。以牛血清白蛋白（BSA）保护的金簇为例，由氯金酸（HAuCl4）与 BSA 合成，在 500 nm 激发下于 650 nm 处发射荧光。蛋白酶 K 孵育 4 ...
本文报道了一种用于检测血红素（heme）的新型表面等离子共振（SPR）生物传感器，其传感机制为血红素辅因子与去血红素血红蛋白（apoHb）的再结合。该结合过程高度特异、高效，并能产生强 SPR 信号。这是首次将去血红素蛋白固定于亲水聚合物基质中并通过 SPR 检测相应辅因子，也是首次报道以 SPR 实时高灵敏检测血红素，且传感表面可...
群体感应（QS）是细菌利用自身合成的信号分子（自诱导物）进行细胞间通讯的一种特殊模式。QS 调控的细菌特征包括毒力、生物膜形成、孢子形成、遗传感受态和生物发光等。除自诱导物多样的信号功能外，这些信号分子还具有非信号功能，如抗菌活性和金属螯合能力，使其成为潜在的抗菌剂和金属螯合剂。此外，QS 信号拮抗也被证明是阻断病原性疾病的一种有前...
生物分子探针固定到传感基底是生物传感器制备的关键步骤。本研究调查了用于生物传感应用的 DNA 到二氧化铪（HfO2）表面的磷酸依赖、定向固定。在多种 HfO2 表面上确认了磷酸依赖固定；但在单斜 HfO2 上观察到第二种相互作用模式。基于先前对这些薄膜的材料研究、DNA 固定研究和密度泛函理论（DFT）建模，我们提出该次级相互作用是...
高通量蛋白质组学技术不断揭示蛋白互作网络，但同一靶蛋白同时结合多个配体时，如何准确判断多蛋白复合物能否组装以及不同配体是否竞争同一结合位点，仍是重要挑战。ABRF-MIRG 开展了一项以生物传感器技术为核心的基准研究，评估各实验室利用表面等离子共振（SPR）等技术正确描述两蛋白配体与靶蛋白相互作用的能力。参与者获得微克级三种未知蛋白...
本文报道了一种基于光子带隙（photonic bandgap, PBG）结构的抗体检测生物传感器实验结果。该传感器采用基于功率的读出技术：将滤波宽带光源与 PBG 边缘对齐，通过测量输出功率变化间接追踪 PBG 波长移动，从而实时监测抗原探针与目标抗体之间的结合过程，并可即时观察分子相互作用事件。由于读出过程避免使用可调谐激光器和光...
G蛋白偶联受体（GPCR）在多种生理和疾病相关过程中发挥关键作用，是制药工业的重要靶点。尽管约30%的上市药物靶向GPCR，但其潜力仍远未充分开发。新药先导化合物发现需要对成千上万化合物进行高通量活细胞筛选。虽然基于微孔板的高通量筛选平台已成熟，但微阵列和微流控技术具有微型化、自动化和生物传感器集成潜力，可能重新定义GPCR活细胞筛...
报道了一种基于表面等离子共振（SPR）的免疫分析方法，用于在线检测未经处理果汁中甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂吡唑醚菌酯（pyraclostrobin）残留。通过自制双通道 SPR 生物传感器分别监测识别事件，在苹果、葡萄和蔓越莓样品中完成残留分析。分析物衍生物共价偶联形成可逆方法，使同一传感表面可进行 80 次以上测量。优化免疫分析条件后...
本研究将 GenMark Diagnostics 的 eSensor 呼吸道病毒多重核酸检测面板（eSensor RVP）与实验室自建实时 PCR 方法比较，用于检测儿童呼吸道标本中的多种呼吸道病毒。共检测 250 份既往已用实时 PCR 判定的冷冻儿童呼吸道标本。两种方法对共同检测靶标的总体一致性为 99.2%（kappa 0.9...
砷是广泛存在的环境致癌物，甲基砷酸等有机砷化合物用作除草剂和动物生长促进剂，可在环境中降解为毒性更强的无机砷。现有基于 ArsR 阻遏蛋白的细菌全细胞生物传感器主要响应无机亚砷酸，难以区分有机砷形态。本研究构建了一种双质粒全细胞生物传感器，以 Acidithiobacillus ferrooxidans arsR 编码的 As(II...
本文综述了人工DNA与表面等离子共振（SPR）技术结合用于生物传感和分子识别研究的近15年进展。点击化学推动了具有修饰碱基和骨架的DNA类似物发展，使功能核酸（适配体、DNAzyme）和构象受限寡核苷酸（PNA、LNA、HNA、MORFs）在稳定性、结合特性和生物应用中具有优势。SPR是一种实时、无标记、高灵敏的光学换能平台，可监测...
稳定的生物受体层是新型生物传感器设计的关键。此前研究表明，嵌合亲和素可将生物素化抗体更稳定地固定于金表面，优于野生型亲和素和链霉亲和素。本研究利用表面等离子共振（SPR）和原子力显微镜（AFM），考察嵌合亲和素作为通用结合支架在旋涂功能化聚噻吩薄膜上固定生物素化抗体的适用性。在聚[3-己基噻吩]（P3HT）、羧基化 P3HT 和 P...
本文针对表面等离子共振（SPR）生物传感器中引入亚波长介质光栅后灵敏度提升的等离激元机制尚不明确的问题，开展数值研究。研究目的为阐明光栅周期、厚度等几何参数对 SPR 响应放大的影响，并揭示灵敏度增强背后的物理机制。数值结果表明，在 SPR 基底表面构建介质光栅能够提高传感器灵敏度，其增强来源于结合区域表面反应面积增大与局域等离激元...
本文综述了目标触发聚合辅助信号放大在生物传感器中的应用。经典生物传感器将配体-靶标结合事件直接转换为可测物理信号，但早期灵敏度与选择性有限。目标触发聚合策略将小分子引发剂预先偶联到DNA或蛋白检测探针上，在不破坏生物活性的前提下，于DNA杂交或蛋白-靶标结合完成后原位触发聚合反应。数十至数百个小分子单体信号报告物在引发位点组装成长链...