本文报道了一种基于含病毒聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT）纳米线从头构建的生物传感器，用于检测前列腺特异性膜抗原（PSMA）。该过程分三步：首先从约10^11个噬菌体展示肽库中筛选出表面展示多肽受体的M13噬菌体，该受体对PSMA具有高亲和力和选择性；其次采用光刻图案化纳米线电沉积（LPNE）方法微加工PEDOT纳米线，并在电...
适配体是通过系统进化指数富集（SELEX）筛选得到的单链DNA或RNA寡核苷酸，能依靠氢键、静电作用和疏水作用而非Watson–Crick碱基配对，对多种靶标分子实现高亲和力和高特异性识别。适配体分子量低、可化学修饰，且在反复变性与复性后仍保持稳定，因此可作为抗体的替代识别元件用于多种诊断检测。本文综述了适配体在荧光、电化学、纳米标...
本研究采用直接金属纳米压印法，一步制备出金属波纹结构，用作高灵敏度等离激元传感器。该波纹金膜可同时响应表面等离子共振（SPR）波长位移和折射匹配效应。与已报道的 SPR 传感器相比，波纹金膜具有约 800 nm/RIU 的高灵敏度，甚至更高。由于独特的折射匹配效应，通过测量金/基底 SPR 模式的透射强度即可实现折射率传感，且无需光...
本文报道了一种基于双偏振干涉仪（DPI）的实时无标记检测技术，用于研究汞(II)离子（Hg2+）与21-mer富胸腺嘧啶寡核苷酸（MSO）的相互作用，并构建Hg2+生物传感器。该传感器利用胸腺嘧啶–Hg2+–胸腺嘧啶（T–Hg2+–T）配位化学，使MSO在Hg2+存在下由随机卷曲单链转变为发夹样构象。实验将高电荷聚阳离子聚乙亚胺（P...
分子生物传感器是检测金属离子等潜在有毒化学物质的有用工具，但传统传感器在混合金属基质中效率受限。本研究采用合成生物学方法，将不同遗传元件组装到同一生物砖中，构建可在大肠杆菌中检测特定金属的微生物生物传感器。遗传元件包括同步的核糖体开关–铁离子通道、启动子、金属结合蛋白（Fe、Pb）、核糖体结合位点、黄色荧光报告蛋白（YFRP）和终止...
本文首次报道了一种基于垂直排列碳纳米管的电细胞阻抗传感生物传感器（CNT-ECIS），用于快速、高灵敏且特异性地检测癌细胞。该传感器利用癌细胞在垂直碳纳米管阵列上的快速捕获，使碳纳米管尖端与细胞膜发生机械和电学相互作用，从而改变传感器阻抗。器件通过光刻工艺在 Ni/SiO2/Si 层上制备，碳纳米管阵列由直流等离子体增强化学气相沉积...
本特刊围绕磁性纳米颗粒在生物医学成像、生物传感、治疗及诊疗一体化中的应用，系统介绍磁性纳米颗粒作为多功能纳米平台的发展。磁性纳米颗粒可通过表面化学负载肽、抗体、适配体等生物导向分子，实现肿瘤等靶区富集，并可进一步搭载成像基序或治疗剂，形成多模态成像或诊疗一体化纳米装置。特刊内容涵盖新型磁性纳米颗粒制备、毒性评价、体外生物标志物检测、...
过去几十年，研究者发展了多种合成路线，可制备球形、棒状、立方、空心等不同形状金属纳米结构。由于这些纳米结构具有块体材料不具备的优异性质，其应用受到广泛关注。本综述报道了金属纳米结构在临床与生物传感器领域的近期进展。第一部分重点介绍不同形状金属纳米结构的合成方法及其光学性质；第二、三部分介绍金纳米颗粒（AuNP）的组装与阵列，并说明金...
传统药物发现主要依赖重组激酶筛选，导致许多受体酪氨酸激酶（RTK）抑制剂在细胞中活性不佳。为在天然环境中筛选 RTK 调节剂，作者将一种绿色荧光蛋白（GFP）标记的 Src 同源 2 结构域（SH2）生物传感器引入 A549 细胞，作为内源表皮生长因子受体（EGFR）活性的替代报告系统。受体被激活后，通过活细胞中形成的绿色荧光颗粒数...
食品产量增加及微生物和化学污染威胁，使食品工业和监管机构迫切需要快速、低成本的分析方法以保障消费者健康。虽然色谱和质谱等精密技术结果更准确、更具结论性，但筛查方法通量更高、成本更低、对操作人员培训要求更低。生物传感器将生物识别元件（酶、抗体、受体）与换能器结合，产生与识别元件和分析物相互作用程度成正比的信号。当前生物传感仪器应用多样...
金纳米材料（Au NMs）因制备简便、可多功能修饰、具有独特光学与电学性质以及良好生物相容性，在生物医学领域受到广泛关注。其纳米尺度下的物理化学性质，如尺寸、形貌、表面化学和近场效应，使金纳米材料成为生物医学应用的有力候选。因此，评估金纳米材料对生物系统的潜在负面影响，对未来应用变得紧迫且必要。本综述总结了金纳米材料制备与化学修饰的...
本文报道了一种基于局域表面等离子体（LSP）的新型高分辨率生物传感器。该传感器由金纳米棒阵列构成，并通过棱镜耦合的全内反射激发纳米棒上的LSP；采用偏振对比成像同时利用反射光的振幅和相位变化，提高折射率变化检测灵敏度。作者对传感器灵敏度进行了表征，并以DNA杂交为模型检测实验，将其与常规高分辨率表面等离子共振（SPR）生物传感器进行...
对临床相关蛋白生物标志物、病原体和细胞进行高灵敏、定量的检测，对疾病诊断、恶性程度监测和治疗疗效评估具有重要价值。基于磁性纳米颗粒（MNPs）的生物传感策略因生物样品磁背景极低而受到关注，可在处理较少的样品中获得高灵敏测量。本综述聚焦于利用MNPs基于核磁共振（NMR）效应在体外检测细胞生物标志物。该平台称为诊断磁共振（DMR），将...
本研究开发了一种基于第四代（G4）聚酰胺胺（PAMAM）树状分子的血管内皮生长因子（VEGF）生物传感器。首先，将 PAMAM 树状分子通过戊二醛共价连接到半胱胺自组装单层修饰的金电极表面；随后利用 PAMAM 表面氨基，经戊二醛交联固定人血管内皮生长因子受体-1（VEGF-R1/Flt-1）作为识别元件。作者系统考察了 VEGF-...
生物传感器的响应时间强烈依赖于生物分子向传感表面的传输过程，是未来生物传感器应用中的关键问题。本文报道了碳纳米管场效应晶体管（CNT FET）生物传感器的制备，并定量表征了蛋白质在这些纳米电子传感器表面的结合速率。作者利用该平台检验了一种蛋白质排斥涂层对全电子实时生物传感器蛋白通量的增强效果。当传感器上游的非传感结合位点被阻断后，初...
本研究旨在验证一种改性金生物传感器结合光学显微成像系统（LMIS）检测萝卜缨中大肠杆菌O157:H7的可行性。金生物传感器以玻璃盖玻片为基底，溅射140 nm金层，并用二硫双琥珀酰亚胺丙酸酯（DSP）和/或蛋白A/G进行表面修饰。其中Gold-DSP传感器与LMIS联用，用于固定抗大肠杆菌O15多克隆抗体（pAbs）并捕获目标菌。研...
本文通过有限元计算模拟研究了微孔孔壁吸附对液-液界面离子转移循环伏安行为的影响。模拟对象为位于固体膜微孔处的水相与有机相/有机凝胶相界面（micro-ITIES），模型耦合了微孔内扩散、液-液界面 Butler-Volmer 离子转移动力学以及孔壁 Langmuir 型吸附。研究考察了孔半径、吸附/解吸速率常数、表面吸附位点密度和扫...
本文提出一种面向生物传感器环境的模拟方法，利用成熟的半导体三维TCAD仿真工具，将半导体区域与电解质区域统一处理。该方法把电解质溶液等效为本征半导体材料，以空穴和电子分别代表溶液中的移动离子，从而无需在半导体/电解质界面引入额外边界参数，即可直接模拟SiNW生物传感器中由靶标电荷引起的直流场效应。作者采用更真实的靶标电荷模型，将结合...
在各种聚合物结构中，树状聚合物因其高度分支、多功能且结构明确而受到广泛关注。树状骨架已被用于设计纳米级药物/基因递送载体，并用于构建诊断与生物传感器器件以及抗蛋白吸附表面。欧洲众多研究团队虽目标一致，但路径各异，均致力于利用此类聚合物开发创新生物医学工具与技术。本综述概述了欧洲在纳米医学范畴内将树状聚合物作为新一代治疗材料的研究进展...
生物分子识别是人工传感技术的重要基础，但蛋白质和核酸识别存在固有局限：单点结合通常只能覆盖约81倍的靶浓度变化，这限制了生物传感器在高灵敏度检测或宽浓度范围定量中的应用。针对这一问题，作者借鉴自然界调节生物识别系统输入—输出响应的策略，对人工生物传感器的有用动态范围进行理性编辑。他们通过工程化结构开关机制调节受体分子的表观亲和力，在...