本文合成了平均直径约2.3 nm的石墨烯量子点（GQDs），并构建了一种用于microRNA（miRNA）检测的电化学发光（ECL）生物传感器。为克服GQDs水溶性强、难以固载的问题，引入氨基化3,4,9,10-芘四甲酸（PTCA-NH2），通过π-π堆积将GQDs负载于其表面，形成固态GQDs/PTCA-NH2复合体系；进一步利用...
光子晶体微腔生物传感器能够检测单个生物分子，但微流控样品输送主要依赖扩散，限制了最低可检测颗粒浓度。本文通过求解粒子运动方程，研究光学力对光子晶体微腔生物传感器灵敏度的增强作用。模拟结合Langevin方程、流体拖曳、光学力和布朗运动，计算微流控通道中粒子轨迹，并据此确定最小可检测浓度n_min。研究考察输入光功率、流速、器件品质因...
本文报道了一种基于量子点（QDs）核壳共轭氧化石墨烯（GO）的新型光学生物传感器平台，用于蛋白检测。核壳纳米结构可保持QDs稳定、提高量子产率并降低核毒性。QDs和GO均为高效纳米颗粒体系，可潜在用于药物递送、诊断和生物传感器支架；本研究进一步表明，二者共轭后其传感性质更加有效。通过QDs向GO的荧光共振能量转移（FRET）引起荧光...
本文针对声学器件（AW）作为传感平台时，集中质量负载位置对质量灵敏度的影响，提出一种基于无负载模态形状函数的简便确定方法。质量灵敏度定义为 Sm=−Δf/Δm，其中 Δf 为共振频率偏移，Δm 为附加质量。对于均匀质量负载，多数声学器件的 Sm_uni≈f0/(2M) 已知；但实际生物或化学传感中，细菌、病毒、纳米颗粒等常以局部颗粒...
生物传感器-表面等离子共振（Biosensor-SPR）技术已成为研究核酸相互作用的一种强大无标记实时方法。该方法可在低样品用量且无需外部探针的条件下，同时获得生物分子相互作用的平衡与动力学信息。本文提供了利用生物传感器-SPR方法分析蛋白-DNA相互作用的详细实用指南，系统介绍了SPR技术原理与基本基础，并对SPR仪器、传感芯片和...
电子植入设备已显著改变多种疾病的诊断与治疗，但存在侵入性手术、体内微环境严苛、易引发细菌感染和持续炎症等固有局限。新型材料与非常规器件制造策略有望革新电子器件与人体整合的方式。可摄入电子器件相比植入式器件具有微创、便于给药和胃肠道监测等优势，可改善从胃肠道感染到糖尿病等多种病理状态的诊断与治疗。本文综述了可摄入电子医疗器件的当前技术...
本研究利用十二烷基硫酸钠（SDS）包合β-环糊精（β-CD）体系（β-CD/SDS）在透射电镜（TEM）网格微腔中的4-氰基-4'-戊基联苯（5CB）/水界面检测胆固醇。β-CD作为主体分子包合SDS客体；当向TEM微腔注入浓度高于3 µM的胆固醇水溶液时，胆固醇与β-CD的结合强于SDS，使包合在β-CD空腔中的SDS被置换释放。...
本文报道了一种基于阿霉素偶联量子点纳米颗粒（Dox-QDs）嵌入 DNA/RNA 杂交双链的电化学发光（ECL）microRNA（miRNA）生物传感器。巯基化 DNA 捕获探针通过 Au–S 键自组装固定于金电极表面，随后与含目标 miRNA 的缓冲液孵育形成双链杂交体。大量 Dox-QDs 可嵌入杂交双链的碱基对之间，作为新的信...
压电半导体在应变作用下会产生极化电荷，从而有效调控界面附近的能带结构和载流子输运，这一现象称为压电电子效应。本文简要综述压电电子效应的基本原理，包括压电效应、压电半导体材料以及金属-半导体肖特基结中应变诱导压电势对势垒高度和电流的调制机制。随后重点回顾该效应在应变传感器、压力/力传感器、化学传感器、生物传感器、光电探测器、湿度传感器...
本文提出一种面向即时检测的生物传感器设计，其特点在于可利用适配体或结合蛋白识别多种目标生物分子，并通过金纳米颗粒增强电学检测。作者采用 COMSOL Multiphysics 软件，对指叉电极（IDEs）的电学性质以及基于金纳米颗粒增强的阻抗型生物传感机制进行模拟。模拟结果表明，在盐溶液中 IDE 表面会随时间形成电屏蔽层，并可在电...
本文旨在综述有关水凝胶选择性的文献，重点围绕其分类、应用与加工展开。超多孔水凝胶（SPHs）和超吸水性聚合物（SAPs）代表新一代水凝胶的创新类别，被强调为研究溶液依赖现象的理想模型体系。水凝胶也被称为智能或“饥饿”网络，目前因其在生物医学、制药、生物技术、生物分离、生物传感器、农业、采油和化妆品等高科技领域中的潜在应用而成为重要研...
本研究探讨了以化能自养铁氧化细菌群为阳极微生物的微生物燃料电池（MFC）作为生物传感器检测水样中铁和锰的可行性。在以二价铁离子（Fe2+）为唯一电子供体的改良M9培养基中运行，所构建的嗜中性铁氧化MFC（LIO-MFC）可随阳极液中Fe2+浓度变化产生电流。在Fe2+浓度3–20 mM范围内，电流与浓度呈良好线性关系（r2=0.98...
本研究提出一种基于便携式荧光计的实时、连续、非破坏性检测方法，用于监测遗传工程生物传感器植物的应激响应。作者构建了表达黄色荧光蛋白（YFP）生物报告器的拟南芥（Arabidopsis thaliana）植株，其中 YFP 受温度感应启动子 DREB2A（pDREB2A）控制。通过光纤夹固定叶片并用 GFP 荧光计测量荧光，可在热应激...
组蛋白乙酰化是表观遗传基因调控中关键的翻译后修饰机制，其状态由组蛋白乙酰转移酶（HATs）和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）可逆调控。本文报道了一种灵敏、无标记的时分辨发光（TRL）生物传感器，用于分别连续检测 HATs 和 HDACs 的酶活性。该传感器基于乙酰化介导的肽/DNA 相互作用和铽离子/单链 DNA（Tb3+/ssDNA...
巨细胞病毒（CMV）是发达国家新生儿精神残疾最常见的感染性病因，亟需建立基于便携设备的早期检测与高通量筛查方法。本文报道了一种基于高空间分辨率成像椭偏仪（BIE）的抗体分析方法，用于检测并鉴定血清中的CMV抗体。将CMV抗原CMV-3A固定于硅片表面，用于捕获血清中的CMV抗体；随后加入抗人免疫球蛋白G（anti-IgG）抗体，以确...
核酸序列中单碱基差异的精确识别对疾病诊断和基因突变分析至关重要，但传统探针难以区分完全匹配与单碱基错配靶标。本文报道一种基于肽核酸（PNA）和氧化石墨烯（GO）的荧光生物传感器，用于 microRNA 单碱基错配检测。FAM 标记的 PNA 探针先与 GO 形成复合物，其荧光被 GO 猝灭；加入目标 RNA 后，PNA 与靶标杂交使...
生物传感器是具有可调性的强效系统，能够响应外部刺激在开/关状态之间切换。通过引入合成生物学或仿生化学策略，可以重新设计传感元件，从而获得在稳健性、灵敏度和检测范围方面满足特定需求的定制型生物传感器。近年来，这两个领域的进展使研究者能够通过改造基因开关和基因网络，或合成模拟天然分子关键性质的人工实体，重构传感元件的构型。本综述系统讨论...
萤火虫荧光素酶催化的生物发光反应是测定三磷酸腺苷（ATP）的经典分析体系，但游离酶在溶液中不稳定且难以重复使用，将其固定于固体基底可部分解决该问题。本文以表面富含羟基的聚乙烯醇-乙烯共聚物（PVA-co-PE）纳米纤维膜为基底，先用三聚氯氰（cyanuric chloride）引入三嗪基团进行表面活化，再分别与1,3-丙二胺和生物素...
生物传感器最初用于监测血液等生物流体中的氧、葡萄糖等生理参数。近年来，为获取活细胞组成与功能更精细的信息，面向细胞分析的新型生物传感器迅速发展，其处于技术与医学交叉领域，常将细胞表型或功能与生理/病理过程相联系。本综述系统介绍用于细胞分析的生物传感器关键技术，包括构建生物传感器所用的生物识别元件、细胞与传感器整合方法、单细胞分析策略...
微生物燃料电池（MFC）作为实际电源仍面临成本高、功率输出低等瓶颈，除为小型传感器件供电外，难以直接用于大规模发电。过去二十年，MFC在反应器设计、电极材料和功率输出方面取得显著进步，功率密度提高约10^4倍，但最高报道功率密度仅为数 W m^-3，远低于能量自给所需的 1 kW m^-3，却足以驱动小型传感器。因此，近年研究将MF...