前列腺癌筛查目前依赖血清前列腺特异性抗原（PSA）检测，但假阳性率高达80%，导致大量不必要的穿刺活检和过度治疗，因此亟需精准筛查方法。本文报道了一种具有学习能力的尿液多标志物生物传感器，用于前列腺癌的非侵入性筛查。该传感器基于双栅场效应晶体管，可同时检测尿液中前列腺癌相关标志物，并将多标志物传感信号与临床状态的相关性用随机森林和神...
太赫兹（THz）光谱在核酸功能与构象研究中备受关注，但其本征灵敏度限制了生物传感应用。本文报道了一种基于超材料、金属纳米颗粒和链置换扩增（SDA）的新型THz生物传感器，用于检测microRNA（miRNA）样品。SDA反应扩增目标miRNA并产生大量二级DNA分子（Trigger DNA），随后与金属纳米颗粒偶联形成纳米颗粒-Tr...
急性心肌梗死（AMI）是由心肌缺氧导致心肌不可逆损伤的心血管疾病。在诊断中，心电图（ECG）一直是主要方法，但仅部分患者出现ECG改变，因此检测血浆或唾液中生物标志物水平成为AMI预后和危险分层的常用策略，因为部分标志物与心梗具有特异性关联。现有用于判断生物标志物变化的方法通常存在耗时、操作繁琐等缺点。为克服这些问题，研究者开发多种...
本研究将单室空气阴极微生物燃料电池（MFC）用作生物传感器，用于测定含大量悬浮和/或缓慢可生物降解有机物的真实废水的生化需氧量（BOD）。方法采用批式进样，连续记录外电路电压，并计算有机质生物降解过程中获得的总电荷Q。研究分析了仅含可溶性易降解底物的乙酸盐和蛋白胨样品、含悬浮和胶体有机物的玉米淀粉与牛奶样品，以及真实生活污水和啤酒厂...
植物激素在植物生长、发育、生理过程及环境适应中发挥关键作用，其信号网络高度复杂且相互交织。因此，不仅需要了解激素的产生部位、运输方式以及感知机制，还需要以理想上的非侵入方式定量监测其在组织与细胞中的分布和动态变化。本文系统总结了当前可用于定量和可视化植物激素分布与动态的多种工具，包括转录报告系统、基于蛋白降解的传感器、荧光素酶报告系...
肝素是一种天然硫酸化多糖，具有抗凝、抗炎、抗病毒及抗肿瘤转移等多种药理作用，是临床广泛使用的抗凝药物。由于肝素在心血管手术、透析及长期治疗中应用广泛，准确监测其浓度对防止出血、血小板减少等过量并发症至关重要。传统临床检测依赖活化凝血时间（ACT）或活化部分凝血活酶时间（aPPT），但特异性和准确性不足。本文提出一种基于哑铃形探针辅助...
电活性生物膜（EAB）除用于污水处理和能源生产外，还可作为生物传感器中的敏感生物元件，在无需外加介体的情况下通过输出电信号监测水质。近年来，EAB 基生物传感器被用于特定污染物检测，尤其是生化需氧量（BOD）检测，以及复合污染物早期预警。本文基于对 140 余篇相关文献的综合综述，阐明 EAB 如何产生并输出电信号，如何评估与提升其...
转录因子（TFs）是决定细胞命运的关键蛋白，已被认为是疾病诊断和治疗的重要标志物。本文报道了一种基于CRISPR/Cas12a系统的高灵敏转录因子生物传感器。该传感器基于Cas12a-crRNA与TFs对一种称为激活剂的双链DNA（dsDNA）的竞争性结合。无TF时，激活剂可被Cas12a-crRNA识别并引发Cas12a的DNas...
循环肿瘤DNA（ctDNA）在多种癌症的早期诊断、预后评估及治疗反应预测中具有重要价值，且其检测方式具有无创优势。然而，外周血中ctDNA丰度低，且野生型DNA背景高，限制了其精准、特异性定量。本研究开发了一种基于CRISPR/Cas9切割触发熵驱动链置换反应（ESDR）的三维石墨烯/AuPtPd纳米花（3D GR/AuPtPd）电...
蓝藻菌色蛋白（CBCRs）是蓝细菌中与光敏色素相关的受光蛋白，光谱范围覆盖紫外至远红光。其单个 GAF 域可通过异源重组自催化结合胆素并产生荧光，具有作为生物标志物和生物传感器的应用潜力。本研究报道了来自钝顶螺旋藻（Spirulina subsalsa）的新型红/绿 CBCR GAF 域 SPI1085g2，可共价结合藻蓝胆素（PC...
杂交链反应（HCR）可分为线性HCR和非线性HCR。传统线性HCR动力学较慢、灵敏度不足，限制其应用。非线性HCR在引发序列触发下，经合理设计的底物序列（发夹或无发夹）自组装成树状或分支DNA纳米结构，具有指数增长动力学。凭借无酶、高阶增长动力学、高灵敏度和操作简便等优势，非线性HCR被视为与多种传感平台整合后检测生物标志物的强效信...
本综述系统总结了用于冠状病毒（Coronavirus, CoV）检测的生物传感器技术现状、当前挑战及未来发展方向。根据换能机制，亲和型生物传感器（affinity-based biosensors, ABBs）可分为电化学、光学和压电三类。其生物识别元件主要包括抗体和DNA，分别通过抗原-抗体结合以及单链DNA/寡核苷酸与互补链杂交...
将微生物燃料电池（MFC）嵌入人工湿地（CW）形成构建湿地-微生物燃料电池（CW-MFC），有望同时实现生物电回收与污染物去除。本研究基于 Web of Science 数据库，利用 VOSviewer 对 2012 年至 2020 年 9 月发表的 CW-MFC 文献开展文献计量分析，追踪国家、机构、作者、关键词和研究主题的发展轨...
过去数十年，面向食品安全快速分析的可信、稳健且灵活生物传感器不断发展。近年来，功能核酸基生物传感器因其可编程性、自下而上构建特征和结构开关能力而受到关注。然而，系统梳理 DNA 纳米结构与器件在食品污染物检测中潜力的综述较少。因此，本文综述了功能核酸基生物传感器在食品污染物分析中的应用，包括食源性致病菌、生物毒素、重金属以及农药兽药...
外泌体是由几乎所有真核细胞主动分泌的一类细胞外囊泡，直径约30–150 nm，富含脂质、蛋白质和核酸，存在于血清、尿液和唾液中，因可携带亲代细胞的疾病相关信息，被视为癌症早期诊断和治疗反应评价的下一代可靠生物标志物候选者。外泌体定量对临床研究与转化应用至关重要。与传统材料相比，纳米材料因尺寸小、比表面积高、结构可调，具有更优的光学、...
胶质纤维酸性蛋白（GFAP）是星形胶质细胞中间丝蛋白，其血液水平升高与多形性胶质母细胞瘤、创伤性脑损伤、多发性硬化、脑出血和视神经脊髓炎等中枢神经系统疾病相关，已成为潜在临床生物标志物。本文针对 GFAP 检测提出三种基于抗体的表面功能化策略，并在金涂层石英晶体微天平（QCM）上比较其在清洁缓冲液和血清基质中的性能：F1 采用链霉亲...
L-精氨酸是一种重要的半必需氨基酸，广泛应用于食品和医药领域。目前，L-精氨酸生产主要依赖以可再生碳源为底物、成本低廉、绿色可持续的微生物发酵。为提高发酵产量，研究者采用多种代谢工程策略，为降低 L-精氨酸生产成本提供了有效途径。本综述总结了优化 L-精氨酸生产菌株的分子生物学策略最新进展，包括操纵主要代谢途径、调控碳代谢途径、改善...
血液中抗体的出现是判断感染的关键信号，快速、准确地检测抗体对疾病诊断尤其疫情监测具有重要意义。为此，作者设计并制备了一种高灵敏度的回音壁模式（WGM）无标记光学检测试剂盒，用于检测特异性免疫球蛋白抗体。该试剂盒的核心组件是修饰有SARS-CoV-2核衣壳蛋白（N蛋白）的二氧化硅自组装微球。当N蛋白特异性抗体免疫球蛋白G（N-IgG）...
霍乱弧菌O1群是一种革兰阴性杆菌，可引起急性胃肠疾病霍乱。该菌在生命周期中可进入生物膜阶段，因此识别这些细菌具有挑战性。本研究利用纳米颗粒的局域表面等离子共振（LSPR）特性，建立了一种基于抗原-抗体反应的高灵敏检测方法。通常采用单克隆抗体固定化等离子体纳米颗粒，并通过紫外-可见光谱、动态光散射（DLS）和Zeta电位（Zp）测量验...
心血管疾病(CVDs)是全球主要死亡原因，且对经济欠发达和偏远地区等弱势群体影响尤为突出。传统心脏生物标志物检测依赖中心实验室大型仪器，亟需开发可负担、便携、能在即时诊疗(POC)同时检测多种心脏生物标志物的设备，以改善患者临床结局。鉴于全球CVD负担沉重、疾病复杂且候选标志物众多，评估和比较不同标志物性能、筛选可与低成本稳健生物传...