本文开发了一种金纳米颗粒–细菌纤维素纳米纤维（Au–BC）纳米复合材料，用作酶固定化和生物传感器制备基质。该材料兼具金纳米颗粒（AuNPs）和细菌纤维素纳米纤维（BC）的生物相容性、导电性和大比表面积。辣根过氧化物酶（HRP）、血红蛋白（Hb）和肌红蛋白（Mb）被成功固定在 Au–BC 修饰的玻璃碳电极（GCE）表面。在介质对苯二酚...
固定生物分子与干扰蛋白之间的非特异性相互作用会显著阻碍生物传感器的开发与商业化。生物信息学和计算机技术的发展有助于深入理解生物分子相互作用。本研究采用两种不同的蛋白-蛋白对接程序，模拟氨苄西林抗体与潜在干扰蛋白（人血清白蛋白和卵白蛋白）之间的非特异性相互作用。为评估与抗体活性位点的接触及结合概率，模拟中分别建模了人血清白蛋白和卵白蛋...
Friulimicin 是一种处于临床开发阶段的环脂肽抗生素，对包括多重耐药株在内的革兰阳性菌具有良好活性。近期研究提示其通过钙依赖性结合细菌细胞壁生物合成载体 C55-P，干扰细胞壁合成。本研究采用模型膜方法，利用生物传感器检测 friulimicin 与 C55-P 的结合亲和力，并以原子力显微镜（AFM）和圆二色（CD）光谱进...
多部位同步记录是研究神经网络的重要工具。为探究嗅球（olfactory bulb, OB）神经网络的电生理特性，作者开发了一种基于嗅球切片的新型生物传感器，用于多部位同步测量。研究首先制备具有清晰分层结构的水平嗅球切片，将其作为传感元件，与微电极阵列（microelectrode array, MEA）结合，构建组织基生物传感器。该...
受生物离子通道功能与响应性启发，研究者发展了基于聚合物和固态纳米通道的生物传感系统。此类纳米通道能否检测周围环境中特定外源分析物，关键取决于通道内壁的表面特性；将识别位点固定到通道壁即可制备针对特定分子的传感器。已有许多纳米通道平台用于检测 DNA 和蛋白质，但能检测小分子的平台较少。本文报道了一种用于检测过氧化氢（H2O2）的纳米...
疾病管理与检测中同时测量多种分析物的需求日益增加。对于侵入性设备，最好只需采集少量样品即可快速检测分析物，如自我血糖监测，无需额外步骤、阵列或试剂。电化学阻抗谱（EIS）以无标记、快速方式测量极低浓度分析物与分子识别元件的相互作用。作者将金纳米颗粒（AuNPs）连接到抗白介素-12（IL-12）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）抗体上...
本研究开发了一种基于量子点（QD）与寡核苷酸探针复合物的高灵敏、高特异检测方法，用于检测产毒性休克综合征毒素-1（TSST-1）的金黄色葡萄球菌。携带负责 TSST-1 产生的 tst 基因的金黄色葡萄球菌，通过 CdSe/ZnS 量子点供体与黑孔淬灭剂（BHQ）受体之间的荧光共振能量转移（FRET）进行检测。羧基修饰 QD 与氨基...
通过商业航空旅行传播传染病是重大现实威胁。为阐明检测空气传播病原体的可行性，作者开展了传感器集成研究，并对飞机客舱内污染物输运进行了计算研究。研究考虑了传感器灵敏度、出结果时间、尺寸、重量和功耗，以及最佳商用现成（COTS）设备。采用计算流体力学模拟三种场景：(1) 正常呼吸（最多20次/分钟）和咳嗽（20次/小时）；(2) 正常呼...
本文报道了一种基于工作在过渡模式的叠层长周期光纤光栅（LPG）的无标记生物传感平台。该工作的主要创新在于采用多层设计，将高效表面功能化与包层模过渡区调谐问题解耦。作者发展了一种用于浸涂的溶剂/非溶剂策略，以在LPG上沉积多层透明聚合物。其中，无规聚苯乙烯（PS）初级涂层作为高折射率层，用于将器件工作点调谐至过渡区，从而获得对环境介质...
本研究利用石墨烯的高不可渗透性和银膜尖锐的表面等离子共振（SPR）曲线，通过数值模拟证明石墨烯/银基底 SPR 成像生物传感器可在显著提高成像灵敏度的同时防止银氧化。结果表明，在银膜上沉积少量石墨烯层可显著提升成像灵敏度，优于传统金膜 SPR 成像生物传感器。特别是，在 60 nm 厚银膜上沉积单层石墨烯可使 SPR 成像信号放大 ...
本研究首次将化学发光（CL）方法与纸基微流控分析装置（μPAD）相结合，建立了一种新型 CL μPAD 生物传感器，用于尿酸的定量检测。该传感器基于酶促反应：尿酸氧化酶在分解尿酸底物时产生过氧化氢（H2O2），随后 H2O2 在酸性介质中与罗丹宁衍生物发生化学发光反应。μPAD 中的微通道采用切割法制备，并阐明了该 CL μPAD ...
炭疽杆菌（Bacillus anthracis）分泌的保护抗原（protective antigen, PA）是重要的毒力因子，也被选作细菌感染检测的生物标志物。本研究采用系统进化指数富集（SELEX）技术，从随机单链 DNA 文库中筛选能紧密结合 PA63 的寡核苷酸适配体。经过 8 轮体外筛选，获得 4 个含 30 个碱基序列的...
本文报道了一种基于倏逝波吸收（EWA）变化、在280 nm波长下无标记检测病原菌的新型光纤生物传感器。将去包层光纤弯成U形结构可增大倏逝场穿透深度，从而提高探针灵敏度。作者利用细菌细胞或特异性结合在传感器表面的生物分子在紫外区固有的光学吸收特性，使U形光纤探针产生增强的EWA响应，并据此实现病原菌检测。实验采用便携式光学系统，包括2...
为将适配体用作生物传感器和生物诊断中的分子识别元件，必须发展可靠的表面固定策略，使其保持生物物理特性与结合能力。本文报道了石英晶体微天平（QCM）测量和基于原子力显微镜（AFM）的力谱研究，用于评估采用不同修饰策略制备的适配体传感器。金表面用适配体硫醇与寡乙二醇（OEG）硫醇（HS-C11-(EG)nOH，n=3或6）形成混合自组装...
本教程性综述简要回顾了基于电生成聚合物生物传感器概念的时间演进。文章将生物分子固定化最常用的方法归纳为直接电聚合、物理包埋、共价连接以及通过电聚合膜进行的亲和锚定，并讨论这些策略的机理与特点。综述进一步描述了近期生物分析应用，包括酶传感器、免疫传感器、DNA 传感器和生物芯片，强调利用模板控制纳米线与复合聚合物形貌，以改善生物分子负...
本文报道一种基于长程表面等离子体增强荧光光谱（LRSP-FS）的细菌病原体检测生物传感器平台。通过共振激发长程表面等离子体（LRSP）模式，可在传感器表面产生显著增强的电磁场，从而将目标分析物捕获后的荧光信号强度直接放大。LRSP 由嵌入折射率相近介质中的薄金属膜中表面等离子体耦合形成。与常规表面等离子体增强荧光光谱相比，LRSP ...
目前描述微生物燃料电池（MFC）极化曲线的模型未能表征毒性组分的影响。本文在生物电化学模型与酶抑制动力学结合的基础上，对用于毒性检测的 MFC 生物传感器极化曲线模型进行修正，以描述四种毒性作用类型。为获得稳定且高灵敏的传感器，需要控制阳极过电位。基于非毒性条件下的实验数据和参数值，对四个修正模型进行模拟，预测使传感器最敏感的过电位...
本文研究雌激素受体 hERα 在硅烷化 SiO2 表面的可控固定，用于生物传感器应用。作者将重组人雌激素受体 hERα 与量子点染料 QD655 偶联，制备 hERα-QD655（Rcpt-qd655）生物偶联物，并采用 QD 与受体摩尔比 10–15 的溶液以获得最佳固定。利用 405 nm 蓝激光进行光致发光（PL）光谱，监测该...
本文展示了一种双功能硅场效应晶体管（FET）传感器-加热器的温度介导应用，并对先前提出的局部介电加热方法在器件表面的工作机制进行建模与表征。首先证明该 FET 可作为电传感器，通过离子液体中 pH 变化引起表面电荷改变而响应；随后通过实验加热剖面与仿真对比，证明同一器件可作为高度局域化的加热器。研究进一步阐明了加热机制并确定了该技术...
许多离子通道蛋白具有毒素和药物结合位点，可作为高通量技术与生物传感器中的传感元件。测量离子通道电导变化需要稳健且寿命足够的生物膜。传统平面双层脂质膜（BLM）直径100–300 μm，通常只含少于十几个通道，而细胞药物筛选需记录多个离子通道电流。本文提出一种简单方法，利用水合聚四氟乙烯（PTFE，特氟龙）滤膜（孔径5 μm，滤膜直径...