Electrochemical impedance spectroscopy.
本综述系统介绍了电化学阻抗谱（EIS）的最新进展，重点讨论其在电化学相关问题中的新应用。首先，为缩短测量时间，作者回顾了多正弦 EIS 的发展：通过混合多个交流频率生成噪声信号，再对激励与响应电流进行快速傅里叶变换（FFT）获得阻抗谱；随后介绍了以真实白噪声作为激励源，并对激励和响应信号进行傅里叶变换的第二代傅里叶变换 EIS（FT...
Evaluation of nucleic acid duplex formation on gold over layers in biosensor fabricated using Czochralski-grown single-crystal silicon substrate.
为开发经济且结构简洁的生物传感器芯片，作者比较了金涂层单晶硅与金涂层非晶玻璃基底在生物分子相互作用检测中的效率。采用Czochralski法生长的单晶硅片，经化学机械抛光和SPM清洗后，通过热蒸发沉积10 nm或100 nm金薄膜，并用UV–vis–NIR分光光度计在350–1250 nm范围内测量反射率。结果显示，金涂层单晶硅的反...
Shielding effect of monovalent and divalent cations on solid-phase DNA hybridization: surface plasmon resonance biosensor study.
固相杂交是 DNA 微阵列和生物传感器技术的核心过程。本研究利用表面等离子共振（SPR）传感器，系统考察一价钠离子与二价镁离子对高密度固定 DNA 探针与完全互补或部分错配 DNA 靶标杂交的同时影响。结果表明，阳离子屏蔽效应对固相杂交有显著作用，且由于表面负电荷探针密度高，其规律与溶液杂交明显不同。在固相体系中，15 mM Mg2...
Measuring mechanical tension across vinculin reveals regulation of focal adhesion dynamics.
机械力在发育、生理和病理过程中起核心作用，但细胞亚结构内力传递机制仍不清楚。本文报道了一种经校准的遗传编码生物传感器，可单分子荧光力谱法在活细胞中测量特定蛋白跨蛋白机械张力，灵敏度达皮牛（pN）级。作者将该方法应用于连接整合素与肌动蛋白丝的vinculin，其向局灶黏附（FA）的招募依赖力。结果显示，稳定FA中vinculin跨蛋白...
Significance of the pH-induced conformational changes in the structure of C-reactive protein measured by dual polarization interferometry.
新兴证据表明，C反应蛋白（CRP）的构象在人体炎症和心血管疾病（CVD）中发挥重要作用，但不同pH条件下CRP结构构象差异仍是解释其在生理和病理条件下功能的关键问题。本研究采用双偏振干涉（DPI）生物传感器直接测量pH诱导的CRP结构构象变化。将CRP以50 µg/mL浓度固定于醛基功能化DPI传感器芯片上，获得2.019 ng/m...
Development of surface plasmon resonance biosensor assays for primary and secondary screening of acetylcholine binding protein ligands.
表面等离子共振（SPR）生物传感器在药物发现中日益重要。本文提出一种用于乙酰胆碱结合蛋白（AChBP）配体初筛和复筛的SPR生物传感器方法。初筛采用共价固定靶蛋白的直接结合检测；复筛采用顺序竞争检测：先将捕获的蛋白暴露于未知测试化合物，随后立即暴露于高分子量报告配体。利用报告配体探测传感器表面剩余自由结合位点，可显著增强信号，并验证...
Small biomolecular scaffolds for improved biosensor performance.
生物传感器通过生物识别元件与换能器的结合，实现病原体和疾病标志物的快速、灵敏检测。表面等离子共振、石英晶体微天平与悬臂梁是常用换能平台，但全抗体固定化常受稳定性、空间位阻和再生次数限制。本文综述小型生物分子支架作为下一代亲和配体的潜力，包括Fab、单链可变片段、单域抗体VHH、适配体、抗卡林、亲和体及设计锚蛋白重复蛋白DARPin。...
Silver nanoparticles on a plastic platform for localized surface plasmon resonance biosensing.
本文报道了一种低成本制备塑料基底局域表面等离子共振（LSPR）生物传感器的方法。作者通过化学修饰常用塑料聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面，使其能够高效固定银纳米颗粒（Ag NPs），从而制备银纳米颗粒/塑料传感器（SNOPS）。该传感器条的 LSPR 响应具有良好的样品间重现性。研究考察了传感器条对硫醇分子和蛋白质吸附的监测性能，...
Biocompatible post-polymerization functionalization of a water soluble poly(p-phenylene ethynylene).
本文报道了一种生物相容的聚合后功能化（PPF）策略，用于水溶性聚对苯乙炔（PPE）P1的可控生物素化。P1主链侧基含有邻二醇结构，经高碘酸钠（NaIO4）水相氧化生成1,6-二醛中间体，再与含胺生物素化合物在碱性水溶液中缩合，并用氰基硼氢化钠（NaCNBH3）原位还原，形成七元环叔胺连接，得到生物素化聚合物3a。该过程无需预先引入P...
Endotoxin detection--from limulus amebocyte lysate to recombinant factor C.
革兰氏阴性菌内毒素又称脂多糖（LPS），是位于细菌外膜的生物致热原，静脉引入后可引起发热，并在脓毒症中刺激巨噬细胞释放炎症细胞因子，过度炎症可导致多器官衰竭和死亡。鲎变形细胞裂解物（LAL）已广泛用于注射药物和医疗器械的内毒素质控，其丝氨酸蛋白酶级联反应最终形成凝胶凝块。Factor C 是该凝血级联的启动酶原，在体内可作为识别革兰...
Autoantibodies to double-stranded DNA--intermethod comparison between four commercial immunoassays and a research biosensor-based device.
系统性红斑狼疮（SLE）患者常出现多种血清学异常，其中抗双链DNA（anti-dsDNA）抗体阳性是SLE诊断的实验室标准之一，具有重要临床意义。本研究回顾性分析50例临床确诊SLE患者、39例其他自身免疫病患者和20例健康对照，比较四种商业anti-dsDNA免疫测定与一种新建立的表面等离子共振（SPR）生物传感器芯片的诊断准确性...
Isolation and characterization of Acidithiobacillus caldus from a sulfur-oxidizing bacterial biosensor and its role in detection of toxic chemicals.
本研究开发了一种基于硫氧化细菌（SOB）的新型毒性检测方法，用于快速、可靠地检测水体中的有毒化学物质。该方法利用 SOB 在氧气存在下氧化元素硫颗粒生成硫酸的能力，使反应体系电导率（EC）升高、pH 下降。当有毒化学物质存在时，SOB 的硫氧化活性受到抑制，导致 EC 降低和 pH 升高，因此可通过连续监测 EC 和 pH 的变化来...
Detecting endocrine disrupting compounds in water using sulfur-oxidizing bacteria.
为快速、可靠地检测水中的内分泌干扰化合物（EDCs），本文开发了一种基于硫氧化细菌（SOB）的新型毒性检测生物传感器方法。该方法利用 SOB 在氧气存在下将单质硫氧化为硫酸的能力：S + H2O + 1.5O2 → SO4^2- + 2H+，反应使体系电导率（EC）升高、pH 降低。当水中加入 EDCs 时，SOB 的硫氧化活性受到...
Biosensors with label-free detection designed for diagnostic applications.
自1962年Clark和Lyons提出首个葡萄糖生物传感器以来，诊断应用对生物传感器的需求持续增长。早期研究主要关注检测原理和识别元件，而生物传感器封装与微流控集成直到近年才受到重视。然而，要获得用户友好且性能可靠的分析装置，必须将识别元件、换能器、封装和微流控系统作为整体进行设计。本综述概述了将适合诊断应用的生物传感器集成到封装中...
FMN binding site of yeast NADPH-cytochrome P450 reductase exposed at the surface is highly specific.
NADPH-细胞色素P450还原酶（CPR）通过FAD和FMN将NADPH提供的两个还原当量以单电子转移方式传递给微粒体P450单加氧酶。酵母CPR（yCPR）晶体结构在FMN结合域与连接域界面处发现一个表面暴露的FMN结合位点（FMN2），此外还有大鼠CPR中观察到的埋藏位点。该发现为CPR分子内（FAD与FMN之间）和分子间（F...
Recent progress in bio-sensing techniques with encapsulated enzymes.
具有封装酶的生物传感器具有高底物选择性和持续酶活性的优点。酶可根据传感条件被封装在脂质体、聚合物、溶胶-凝胶或水凝胶等多种材料中。通过采用新方法和新材料对酶进行封装稳定，可延长酶活性保持时间，甚至可能提高选择性。通常，增大的传质限制是主要挑战。近年来，封装酶生物传感器的新型材料、封装技术和传感机制被深入研究。本综述聚焦于过去10年同...
Response to grading of the commercial optical biosensor literature--class of 2008.
本文是一封致编辑的信，作者 Jeffery Havard 回应 Rich 和 Myszka 关于商业光学生物传感器文献的年度综述。作者表示，过去四年他持续阅读这些综述，认为它们将实验设计与数据解释有机结合，是面向新用户的优秀教学工具，有助于指导研究者准备可发表的高质量数据。对于今年综述对文献进行评分的做法，作者起初认为评分可能有些禁...
Coping with complexity (in macromolecular interactions)--a comment on Rebecca L. Rich's and David G. Myszka's "grading the commercial optical biosensor literature--class of 2008: 'the mighty binders"'.
本文是对 Rich 与 Myszka 关于 2008 年商业光学生物传感器文献评分的评论。作者认为，该系列评分虽关注表面等离子共振（SPR）实验质量，但标准模糊、语气轻率，且对复杂生物分子相互作用研究存在误解。作者以 Nilsson 等研究载脂蛋白 A-V 与低密度脂蛋白受体家族相互作用、Gehman 等利用 SPR 检测抗菌肽扰动...
Detection of blood-transmissible agents: can screening be miniaturized?
与血源传播病原体相关的输血安全是重大公共卫生问题，尤其面对新发和再发感染病原体的持续出现，包括西尼罗河病毒、基孔肯雅热病毒等新病毒，疟原虫、克氏锥虫等新菌株/虫株，以及致病朊病毒蛋白（变异型克雅病）。已知病毒（乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒）的基因组突变也可能产生可逃避诊断检测的变异株。因此，需要能够同时检测多种血源传...
Simple biosensor with high selectivity and sensitivity: thiol-specific biomolecular probing and intracellular imaging by AIE fluorogen on a TLC plate through a thiol-ene click mechanism.
本文报道了一种便捷、特异且灵敏的固态荧光生物探针。作者将四苯乙烯（TPE）通过马来酰亚胺（MI）基团功能化，得到 TPE-MI 加合物；该加合物在溶液和固态下均无荧光发射。当含自由巯基的分析物存在时，巯基与 MI 侧基发生巯基-烯点击加成，破坏 MI 单元的 n-π 共轭，使 TPE 恢复聚集诱导发光（AIE）性质，从而由暗态转变为...