镰状细胞贫血（SCA）是由β珠蛋白基因第6密码子A→T单点突变（βS）引起单基因遗传病，导致异常血红蛋白HbS在红细胞内聚合，引发溶血性贫血和血管闭塞。快速、准确的分子检测对SCA诊断及治疗选择至关重要。本文报道一种基于表面等离子共振（SPR）的简单、可重复βS突变分子鉴定方案，采用Biacore X100亲和生物传感器。与传统将P...
本文提出一种名为 femtoMag 的新型感应式换能器概念验证，可与侧流层析试纸条（LFA）集成，用于分子生物标志物的检测与定量。该换能器采用低成本印刷电路板（PCB）技术制造，并可通过相对廉价的电子器件控制，能够沿 LFA 试纸条长度方向快速、高精度地定量超顺磁纳米颗粒报告物的数量或总量。其检测限为 10^-10 emu，相当于可...
尿路感染是全球最常见的细菌感染，严重者可进展为脓毒性休克。随着多重耐药菌增多，复杂尿路感染常需使用美罗培南等广谱抗生素。本研究旨在利用酶学生物传感器评估美罗培南向肾组织的渗透能力，并分析肾皮质浓度与血浆浓度的相关性。研究纳入14例因肾脏疾病接受经皮肾活检的患者，在活检前1小时静脉给予美罗培南，随后采集血浆和肾皮质样本。肾活检平均在给...
开发用于快速、低成本测定临床生物标志物的光学生物传感器在医学中具有重要意义。本文报道了一种基于等离子体D形塑料光纤（POF）的快速、低成本生物传感器，该传感器通过适配体修饰用于识别凝血酶，凝血酶是血液稳态和凝血级联反应的关键标志物。作者设计了基于自组装单分子层（SAM）的功能界面，该SAM由短链聚乙二醇（PEG）和生物素修饰PEG硫...
液体活检以血液或尿液为样本，可无创、连续采集，用于分析循环肿瘤细胞(CTCs)、循环肿瘤DNA(ctDNA)、microRNA和外泌体等癌症相关生物标志物，为早期癌症诊断、转移监测和术后复发随访提供重要信息。然而，CTCs、ctDNA和microRNA等在血液中的浓度极低，限制了其在临床检测与分析中的应用。氧化石墨烯(GO)基纳米材...
迄今为止，二维材料因其独特的结构、化学和电子性质，在液体中检测离子和分子的传感应用中受到积极研究。二维材料具有高比表面积和多种反应位点等特征，是制备高性能化学传感器的理想特性。本综述特别关注液体介质中pH、金属离子和生物分子的检测。离子/分子传感器的最终目标是开发可用于医疗、食品、生物技术和健康应用的电子舌或味觉传感器。本文介绍了基...
微生物细胞工厂可持续生产化学品、燃料和药物，但高通量检测产物合成仍费时费力，因为产物合成常无明确表型，传统分析难以快速评价菌株。遗传编码生物传感器可感知代谢物并将检测与执行器偶联，实现单细胞水平快速检测小分子，是高通量分析的有前景工具。本文综述酿酒酵母中生物传感器设计与工程化进展及其在代谢工程中的应用，介绍转录因子型、RNA型和酶耦...
疟疾消除需要高灵敏、可及的诊断方法。作者开发了一种基于叉指电极（IDE）的无标记阻抗生物传感器平台，用于检测唾液中的恶性疟原虫组氨酸富集蛋白II（PfHRP2）。首先在磷酸盐缓冲液（PBS）中建立频率特异性检测方案，以20 kHz交流激励下阻抗模变化为读出参数，获得2.5 pg/mL的灵敏度；随后针对唾液的离子组成、蛋白干扰和蛋白酶...
阿尔茨海默病（AD）是一种不可逆且致残性强的神经退行性疾病，以神经元进行性退变和死亡为特征，导致认知功能障碍。近年来，用于检测 AD 主要生物标志物的生物传感器取得显著进展，尤其得益于纳米科学与纳米技术的快速发展。石墨烯、碳纳米管、金、银和磁性纳米粒子、聚合物及量子点等纳米材料具有独特性质，可增强换能器的电化学与光学行为，并为生物识...
25-羟基维生素D（25(OH)D）是评估维生素D营养状态最重要的标志物，但现有高效液相色谱（HPLC）和免疫检测等方法结果变异较大。本研究建立了一种基于高特异性适配体的新型检测方案，采用目标诱导解离（TID）传感模式。作者首先利用微尺度热泳（MST）研究适配体VDBA14的结构性质和结合亲和力，并基于适配体结构设计互补寡核苷酸，在...
本综述（含77篇参考文献）系统总结了生物传感器用于自身免疫病快速检测的研究进展，重点是通过检测自身抗体（autoantibodies, AAbs）实现疾病诊断，同时介绍特定蛋白、细胞因子和离子等作为有前景的诊断生物标志物。文章首先概述自身免疫病的类型，随后讨论电化学及纳米生物传感器的研究现状，包括安培法、阻抗法、伏安法和光电化学方法...
碳微/纳电极由碳微机电系统（carbon MEMS）制备，已越来越多用于生物传感器和超级电容器。为生物功能化或改善电化学性能，常需在其表面引入含氧官能团，但传统表面处理方法难以在不使用复杂光刻掩模的情况下选择性修饰局部区域。本文报道微等离子体直接写作，一种简单、低成本、低功率的常压微等离子体图案化技术，用于在碳MEMS电极表面位点选...
姜黄（Curcuma longa）是印度和中国烹饪中的重要原料，其姜黄素类与挥发油具有功能性和营养保健特性。由于姜黄素类被赋予多种健康益处，已广泛用于食品和药物制剂，因此对新鲜/干燥姜黄、食品及营养保健品中姜黄素类的表征与定量是加工和储存质量控制的关键。为满足姜黄素类分析需求，研究者已开发多种定量方法。本综述系统总结并讨论了用于监测...
本文报道了一种基于硅纳米线（SiNW）阵列器件的高灵敏、高选择性血清癌胚抗原（CEA）检测方法。利用传统微纳加工技术，作者以与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容的方式，低成本、高可控地制备了 SiNW 阵列器件。经氧等离子体活化、3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）硅烷化、戊二醛交联及抗 CEA 抗体固定等表面修饰后，器件表...
为提高多孔硅微腔（PSM）生物传感器的检测灵敏度，本文采用CdSe/ZnS量子点（QDs）标记互补DNA（cDNA），通过高折射率标记实现反应物折射率放大，并采用无需光谱仪的角谱法进行检测。实验以TE模式He-Ne激光（633 nm）为检测光源，经准直扩束后形成平行光照射PSM表面，探测器接收反射光并定位最弱反射光强度对应角度。将1...
在几乎所有生物传感器中，生物基质内非特异性结合会显著降低灵敏度。一种克服该问题的方法是设计能够选择性按尺寸摄取蛋白的传感器。本文制备了一种蛋白-聚合物共价偶联薄膜生物传感器，其自组装为含交替蛋白和聚合物纳米域的层状结构。分析物在蛋白区被捕获，聚合物域限制大分子扩散。以链霉亲和素（SA，52.8 kDa）和单体链霉亲和素（mSA2，1...
组合化学通过随机文库扩增筛选出能结合靶分子的适配体，但适配体穿过细胞膜并进入特定亚细胞区室仍是化学生物学难题。本文提出一种体外筛选策略，利用DNA连接酶奖励型生物传感器从约10^14多样性的随机DNA文库中筛选可自主归巢至培养细胞细胞核的裸DNA适配体。该传感器由随机DNA文库、5′-磷酸化诱饵寡核苷酸和支架寡核苷酸杂交形成，缺口位...
本文报道了一种由双足DNA walker介导的无酶指数等温DNA信号放大方法，并基于该策略构建了电化学发光（ECL）生物传感器，用于microRNA（miRNA）的快速高灵敏检测。该传感器以铂纳米粒子（Pt NPs）修饰的玻碳电极为基底，在电极表面构建由捕获探针（CP）、辅助探针（AP）和次级靶（ST）组成的Y junction二维...
生物传感器利用酶、抗体和核酸等生物组分高选择性地识别目标分析物，并将识别事件转换为可读信号。基因表达过程具有级联放大特性，可作为生物换能机制产生检测信号。近年来，高产量且低成本的无细胞蛋白合成（CFPS）系统使研究者能够直接利用从细胞中提取的转录与翻译机器，在均相反应体系中快速合成报告蛋白或报告RNA，从而构建无需活细胞、操作简便且...
本文综述了基于DNA链置换反应（SDR）的生物传感器策略。SDR利用Watson–Crick碱基配对的热力学差异，由底物链、启动链和输出链组成，通过toehold引导启动链入侵并置换输出链，可无酶级联并动态调控。作者系统总结了SDR在光学与电化学传感中的应用：核酸检测包括纸基toehold switch、球形核酸金纳米颗粒NanoF...