精准农业的关键在于对植物关键生理参数进行体内、原位和实时监测。本文报道了一种仿生纺织基生物传感器（bioristor），其可直接插入植物组织，用于在活体条件下实时监测植物汁液中溶质含量的变化。该器件由功能化导电聚合物棉纤维和银栅极电极构成，作为有机电化学晶体管工作，能够响应汁液电解质浓度变化。连续工作六周后，传感器对植物形态无可检测...
荷兰用于饮用水生产的地表水常以水蚤或贻贝等全生物监测生物监测仪进行在线监测，但这些生物监测仪无法检出所有与人类健康相关的毒性化合物。为此，作者开发了一种基于固定化基因改造发光细菌的在线水毒性生物传感器。该传感器采用惰性材料构建，配备温度控制、营养液供给和易清洁结构，将大肠杆菌 DPD2794 包埋于溶胶-凝胶中，并固定在玻璃载玻片或...
传统空斑试验和免疫焦点试验用于滴定感染性登革病毒（DENV）颗粒时耗时长且劳动密集。本研究开发了一种基于登革病毒 NS3 蛋白酶活性的 DENV 蛋白酶活性检测系统（DENPADS），用于在细胞中可视化 DENV 感染。作者构建了稳定表达传感模块的 BHK-21 细胞系，该模块由 DENV-2 NS4B 与 NS5 前 10 个 N...
非小细胞肺癌（NSCLC）是癌症死亡的主要原因之一，但近几十年来诊断与预后改善有限。本研究设计了一种双模态荧光/超极化129Xe NMR探针，由氙宿主、荧光基团和治疗性抗EGFR单克隆抗体西妥昔单抗组成，用于靶向癌细胞过表达的表皮生长因子受体（EGFR）。该生物传感器对EGFR具有高度选择性，并保留与抗体相近的生物活性。通过超极化1...
基于表面等离子共振（SPR）的生物传感是一种无需标记、实时研究生物分子识别过程的有力工具。硫醇化学是金表面SPR生物传感器表面功能化的关键组成部分，但金-硫醇键即使在空气中也容易氧化，导致SPR传感器芯片寿命短，除非严格防护。本文描述了一种利用金上高度稳健的烷基化N-杂环卡宾（NHC）自组装单层（SAMs）克服该局限的方法。我们开发...
本研究考察了在安培型铂盘电极上沉积半透性聚苯二胺（PPD）膜的条件。该膜通过限制干扰物接近电极表面，防止其影响传感器工作。比较了两种电聚合沉积方法：变电位（循环伏安法）和恒电位法。结果表明循环伏安法操作更简便且膜性能更优。分析了PPD膜有效性对循环伏安次数和苯二胺浓度的依赖关系。结果显示，在30 mM苯二胺中采用3次循环伏安可完全避...
由于快速灵敏细菌检测需求不断增加，本研究开发了一种基于滚环扩增（RCA）的太赫兹（THz）生物传感器，用于细菌 DNA 的等温检测。合成的细菌特异性 16S rDNA 序列与锁探针（PLP）杂交，PLP 的 5′ 和 3′ 端含有与目标序列完全互补的序列；识别目标后，线性 PLP 经连接酶连接形成环状 PLP。随后，固定在磁珠（MB...
21世纪以来，人类呼出气成分研究取得进展，“呼吸指纹”可为多种疾病和代谢紊乱提供重要信息。本文综述了用于医学诊断的呼气分析技术，强调其快速、便携、简单、准确、无创且成本相对较低的优势，使其成为疾病诊断的新前沿。文章重点介绍呼气生物标志物，以及呼气生物传感器中的传统方法，包括气相色谱-质谱（GC-MS）、选择离子流管质谱（SIFT-M...
本文提出一种基于周期性挤出纳米棱镜阵列的表面等离子共振（SPR）传感结构，用于无标记光学检测。该结构在MgF2基底上制备周期性纵向三角沟槽，并填充AZO形成纳米棱镜，将正常入射光引导并汇聚到金属-介质界面；界面介质作为待测样品，通过光谱反射率探测共振谷位移。与经典Kretschmann构型相比，纳米棱镜的漏斗和波导效应增强了金属-水...
电化学发光（ECL）具有高灵敏度和良好可控性，为多种生物标志物超灵敏检测提供了有前景的方法。然而，由于不同类型生物标志物功能差异，在单一界面上同时检测多种生物标志物仍具挑战。本文利用“on-off-on”开关、靶标诱导肽切割和末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）介导延伸，构建新型ECL生物传感器，用于超灵敏检测miRNA-141和基质金属...
本文首次提出一种基于金纳米颗粒修饰二硫化钼（AuNPs-MoS2）纳米复合材料的高灵敏度表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于微小RNA（miRNA）检测。该SPR平台仅通过两步即可完成：首先将硫醇修饰的DNA寡核苷酸探针固定于金膜表面，其中一段序列与目标miRNA-141互补，用于识别miRNA-141的相应片段；随后引入连接辅...
六价铬（Cr(VI)）广泛用于电镀、钢铁和皮革工业，其排放造成环境污染并增加癌症风险，需快速检测。现有方法多离线、依赖外部电源或仅适用于低浓度样品，难以实时监测。微生物燃料电池（MFC）无需外部供电，可自持运行，具有原位 Cr(VI) 生物传感器潜力。本研究分离出兼性厌氧、可还原 Cr(VI)、耐盐且具外电子生成能力的 Exiguo...
北美和欧洲与新鲜农产品相关的食源性疾病暴发不断增加，但病毒食源性病原体因相关知识、技术、设备和成本受限而认识不足、监测不足。本文重点介绍当前食源性病毒，并关注新出现的食源性病毒。为应对食源病原体检测挑战，即时检测（POC）概念被引入食品检测技术与设备。POC设备开发涉及微流控、纳米材料、生物传感器及其他先进技术。本文系统描述并分析这...
先前基于氢氘交换（HDX）的分析提示，DnaC 结合 DnaB 会改变 DnaB 氨基末端结构域（NTD）构象，从而削弱该 DNA 解旋酶与引物酶（primase）的相互作用。本研究通过生物传感器实验和酶联免疫吸附试验（ELISA）进一步证实，与单独 DnaB 相比，DnaB-DnaC 复合物与 primase 的结合明显减弱。基于...
双酚A（BPA）是包装工业中广泛使用的关键单体，属于典型内分泌干扰物。残留单体可从包装材料迁移至食品，威胁消费者健康，因此检测BPA迁移对食品安全控制具有重要意义。本研究开发了一种简单而灵敏的电化学发光（ECL）生物传感器，用于检测包装材料中的BPA。该传感器将BPA适配体的高选择性与ECL的高灵敏度相结合。巯基修饰的BPA适配体通...
肺癌早期诊断可显著降低死亡率。多年来，研究者广泛采用计算机断层扫描（CT）、胸部X线、正电子发射断层扫描（PET）、痰细胞学、磁共振成像（MRI）和活检等筛查方法，但这些技术存在辐射、费用高、假阳性率高或不适用于合并其他疾病患者等局限。基于生物传感器的方法因快速、低成本、高灵敏，被推荐用于肺癌肿瘤标志物的早期诊断。本文综述肺癌筛查与...
豆科植物通过根瘤菌共生固氮（SNF）将大气氮转化为可用氮，但作物品种与根瘤菌菌株间不兼容或次优互作常导致固氮率下降。为低成本、高通量筛选根瘤菌接种剂，作者建立了一种基于叶片打孔的全细胞生物传感器检测方法。该方法利用GlnLux生物传感器，即谷氨酰胺（Gln）营养缺陷型大肠杆菌菌株表达组成型lux操纵子，在检测到Gln后产生生物发光。...
肾移植患者需要终身监测以发现同种异体移植排斥。重复活检虽是临床金标准，但属于有创操作，存在并发症风险且成本较高；血清肌酐或尿蛋白虽无创，却是晚期标志物且特异性低。作者报道一种基于尿液的肾移植排斥检测平台，称为iKEA（integrated kidney exosome analysis）。该平台检测免疫细胞释放到尿液中的细胞外囊泡（...
连续监测特定生物标志物为评估疾病状态与进展提供了有前景的方法。本工作展示了一种基于复合水凝胶的传感平台，用于乳酸的光学检测。该传感器由嵌入外层水凝胶基质中的微尺寸酶传感器组成。在工程化微域中，封装的乳酸氧化酶（LOx）作为生物活性识别组分，磷光金属卟啉（PdTCPP）作为光学换能器，涂覆在酶微传感器表面的聚电解质多层膜（PEM）用于...
多环芳烃（PAHs）由两个或多个稠合苯环构成，是环境中普遍存在的宇宙污染物，其快速、现场识别与监测具有重要意义。为实现PAHs的定性与定量评价，研究者提出了多种分析学与生物学技术。红外、拉曼和荧光光谱等非生物分析技术常作为无损检测手段；气相色谱（GC）和高效液相色谱（HPLC）联用多种检测器则广泛用于目标物分离与检测。尽管光谱和色谱...