随着纳米技术的发展，纳米通道制备取得显著进展。基于纳米通道结构的纳米流控生物芯片可实现生物分子传输、分离与检测，其典型应用是 DNA 拉伸与分离。本综述讨论了纳米通道结构的一般制备方法及其在 DNA 分析中的应用，代表性方法包括常规光刻、干涉光刻、电子束光刻、纳米压印光刻和聚合物纳米通道。文中还介绍了用于制备特殊纳米通道的其他纳米加...
为理解病原菌感染机制，本文开发了一种功能碳水化合物微阵列并结合荧光免疫分析，用于分析霍乱弧菌毒素（ctx）蛋白与 GM1 相关碳水化合物之间的相互作用。将 ctx 蛋白加载到表面固定的 GM1 五糖及六种相关碳水化合物上，通过免疫学方法检测其结合亲和力。结果显示，ctx 的固有选择性为 GM1 五糖≫GM2 四糖>去唾液酸 GM1 ...
生物传感器在医疗保健和环境监测中具有巨大潜力。其性能取决于各组成部分，其中位于生物分子识别层与换能器之间的基质材料对稳定性、灵敏度和货架寿命起关键作用。近年来，氧化锌（ZnO）纳米结构和薄膜因生物相容性、化学稳定性、高等电点、电化学活性、高电子迁移率、易于多种方法合成以及高比表面积而受到关注。ZnO纳米结构可使生物分子以所需取向结合...
本文通过共价修饰合成壳聚糖–二茂铁（CHIT–Fc）杂化材料，并用循环伏安法研究了其固定化状态下的电化学性质。该杂化膜在 pH 5.5 下呈现可逆氧化还原行为，形式电位为 +0.35 V（vs. Ag/AgCl），二茂铁（Fc）在壳聚糖基质中保持电催化活性且不发生泄漏。进一步以该氧化还原活性杂化膜为支撑，通过戊二醛交联将葡萄糖氧化酶...
本文采用法拉第电化学阻抗谱（EIS）技术，表征纳米多孔氧化铝（AAO）生物传感器对登革2型病毒（Denv2）颗粒与2型特异性免疫球蛋白G（IgG）抗体在薄氧化铝层内特异性结合所引起的阻抗变化。最优等效电路模型将传感器响应划分为三个区域：电解质溶液电阻Rs、含生物材料的多孔氧化铝通道（通道电阻R1与恒相元件Q1）以及导电电极基底层的电...
本文报道了一种基于溶液门控有机场效应晶体管（SGFET）的生物传感器平台。器件以蓝宝石为基底，采用Ti/Au源漏电极和100 nm多晶α-六噻吩（α6T）半导体沟道，沟道直接接触电解质，无需钝化层，界面双电层电容约2 μF cm−2，可在低于1 V栅压下工作。作者通过受控UV/O2氧化和(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（APTES）修饰...
模拟天然雌激素的环境化学物质对脊椎动物生殖系统具有明确的内分泌干扰效应，但其对其他组织和系统的影响仍了解不足。研究者利用表达绿色荧光蛋白（GFP）的转基因斑马鱼，实时检测不同雌激素类化学物的效应。英国团队开发了一种更敏感的转基因斑马鱼生物传感器，用于评估潜在内分泌干扰物。早期转基因模型仅在特定组织或很高剂量下报告暴露。本研究在受精后...
农药被有意或无意释放到环境中，造成水、土壤和食品污染，并带来健康风险。传统色谱法如高效液相色谱、毛细管电泳和质谱虽有效，但操作复杂、样品前处理耗时、设备昂贵且需专业人员。近几十年来，基于乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制的生物传感器已成为环境监控、食品安全和质量控制中农药分析中简单、快速、超灵敏的工具。这些传感器有望通过简化或消除样品前处...
DNA与无机表面的相互作用受到广泛关注，因为深入理解其吸附与脱附对DNA微阵列优化、生物传感器开发和纳米颗粒功能化至关重要。金因独特光学与电学性质成为常用表面。多种表面科学工具表明，巯基化DNA不仅通过巯基，也可通过碱基与金相互作用。既往研究多集中于平面金，但所得结论未必适用于金纳米颗粒(AuNPs)：DNA吸附亲和力随AuNP尺寸...
本文综述了纳米技术推动的微型化传感器在生物传感中的应用及其利弊。纳米结构（如纳米线、纳米悬臂梁和等离子体纳米颗粒）可基于电导、机械偏转或光谱等物理现象作为单一换能单元，实现极小传感面积。作者重点讨论液相样品中无标记实时分析的表面敏感技术，分析传感器尺寸对结合动力学、扩散与对流输运、多路复用、单分子分辨、噪声和稳定性的影响。文章指出，...
超材料是由尺寸小于外部激励波长的周期性人工电磁结构组成，能够表现出强场局域与场增强特性，可为提高传感器灵敏度和分辨率提供新工具，并在传感设计中引入新的自由度。本文综述了基于超材料的传感研究进展，重点讨论三类超材料传感器的工作原理、检测过程和灵敏度，包括微波生物传感器、太赫兹生物传感器和等离子体生物传感器，同时比较其设计准则与性能，并...
蓝藻水华与气候变化和富营养化密切相关，是蓝藻毒素的重要来源，已成为全球关注的环境与公共卫生问题。微囊藻毒素具有强肝毒性、肾毒性和致癌性，威胁旅游、农业和动物健康，但微囊藻毒素产生调控机制仍不清楚；有毒与无毒蓝藻菌株共存以及多种微囊藻毒素变体的出现使检测更加复杂。虽然生物测定、ELISA、HPLC和LC-MS等分析方法已广泛应用，但生...
约四分之一的人类基因编码在胞外空间发挥功能或连接胞外与胞内环境的蛋白。这些分泌组蛋白之间的物理相互作用调控多种生物活动，是重要治疗靶点；部分胞外蛋白也被病原体利用以进入宿主或逃避免疫。尽管胞外蛋白-蛋白相互作用（ePPI）重要，相关知识仍有限。弱亲和力和低丰度常使传统生化纯化、cDNA文库表达克隆等方法难以鉴定这些相互作用；现有大规...
水安全是全球普遍问题。微囊藻毒素（MCs）是蓝藻产生的肝毒素，对饮用水安全构成严重威胁。世界卫生组织规定饮用水中微囊藻毒素-LR（MC-LR）限值低至1 mg/L，因此需要灵敏的痕量检测方法。本文基于金纳米颗粒（Au NPs）诱导氧化石墨烯（GO）荧光猝灭现象，建立了一种用于微囊藻毒素检测的可靠生物传感器。MCs可通过与修饰在Au ...
本文开发了一种可潜水微生物燃料电池（SBMFC）生物传感器，用于环境水体中溶解氧（DO）的原位实时监测。该传感器以家庭污水作为唯一燃料和接种物，无需外部电源。首先在不同 DO 水平的自来水中考察其性能：在 1000 Ω 外阻下，电流密度（5.6±0.5–462.2±0.5 mA/m2）随 DO 浓度线性增加至 8.8±0.3 mg/...
本研究将可重复使用的硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）作为生物传感器，用于在极稀溶液中超灵敏检测H5N2禽流感病毒（AIV）。通过二硫键连接实现SiNW-FET表面的可逆功能化：首先将3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）修饰到SiNW-FET表面形成MPTMS/SiNW-FET，并用二硫苏糖醇（DTT）洗涤以还原MPTMS巯...
本文报道一种基于外切酶III编码磁性微球探针的放大多重DNA检测生物传感器。该传感器将外切酶III（Exo III）无需特定识别位点即可从平末端3′端逐步切除单核苷酸的特性，与磁性微球（MMPs）的磁分离能力相结合，构建多色磁性探针。HIV和埃博拉病毒DNA探针分别标记FAM和TAMRA，并等摩尔共组装于链霉亲和素封端的MMPs表面...
本文报道了一种基于聚酰胺酸（PAA）的生物传感器平台，用于生物分子定向固定。PAA是功能化导电聚合物基底，可提供电化学检测并控制生物特异性结合；通过N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）和1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺（EDC）连接，将PAA抗体（或抗原）复合层共价自组装到金（Au）电极上，提高检测灵敏度。改性PAA经傅里叶变换...
表皮生长因子受体（EGFR）是在癌细胞表面过表达的细胞表面蛋白，也是最常见的癌基因之一，其血清浓度在癌症患者中升高。检测 EGFR 浓度的微小变化对癌症早期诊断、改善治疗和提高生存率具有重要意义。本文报道了一种基于 RNA 适配体的选择性 EGFR 捕获方法及其电学检测方案。作者通过聚焦离子束（FIB）刮擦与电迁移相结合，在热氧化硅...
本文报道了一种基于硫氧化细菌（SOB）的水中毒性化学物质生物传感器。SOB 为嗜酸微生物，可在有氧条件下氧化还原态硫化合物生成硫酸，使体系电导率（EC）升高、pH 下降。该生物测定法通过监测 EC 和 pH 的变化，反映有毒化学物质对 SOB 活性的抑制。研究考察了水力停留时间（HRT）、单质硫（S°）粒径和温度对六价铬（Cr6+）...