Advanced Approaches to Breast Cancer Classification and Diagnosis.
国际癌症研究机构报告，自1960年以来全球癌症死亡人数增加66%。在美国，约八分之一女性一生中会患浸润性乳腺癌。传统诊断依赖乳腺X线、超声和高端分子影像，但往往在较晚阶段发现肿瘤，因此亟需早期分子诊断工具。乳腺癌在组织学和分子水平高度异质，其生长模式、细胞学特征及激素受体等关键生物标志物表达可用于开发诊断和治疗工具。癌症细胞恶性进展...
Translating New Synthetic Biology Advances for Biosensing Into the Earth and Environmental Sciences.
合成生物学工具的快速多样化，使一些传统上难以解决的环境问题变得有望被处理。本文综述了地球与环境科学中长期存在、可利用工程微生物作为微米尺度生物传感器加以解决的难题。生物传感器可为开放问题提供新视角，包括理解土壤、沉积物和污水系统等异质基质中的微生物行为，追踪地球系统中隐蔽的元素循环，以及阐明微生物-微生物、微生物-植物和微生物-材料...
Biosensor of Inflammation Biomarkers Based on Electrical Bioimpedance Analysis on Immobilized DNA Without Chemical Modification.
开发能够识别分子标志物或特定基因的生物传感器，对于快速、经济、简便地检测特定脱氧核糖核酸（DNA）序列具有重要意义。电生物阻抗谱（EBiS）已被用于人类疾病诊断与监测，具有安全、快速、可重复使用、操作简便且成本低廉等优点。本研究报道了一种基于 EBiS 测量和互补 DNA（cDNA）无化学修饰固定策略的 cDNA 生物传感器，并评估...
Recent Advances in Aptamer-Based Biosensors for Detection of
医院感染、食品与环境安全对关键病原菌早期快速、准确、特异和超灵敏检测提出迫切需求。铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是常见机会性革兰阴性菌，广泛存在于水、土壤、空气、动物和人体，可致角膜炎、肺炎、尿路感染、囊性纤维化、脓毒症等，并易形成生物膜，对传统培养、免疫检测、PCR 和 MALDI-TOF-MS 等方...
Prototype of a Textronic Sensor Created with a Physical Vacuum Deposition Process for
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是常见于皮肤和黏膜的病原菌，可引起呼吸道与循环系统严重疾病，传统检测多依赖PCR、色谱等实验室方法，耗时且需专业人员。本文报道一种基于物理真空沉积（PVD）制备的纺织生物传感器原型，用于检测金黄色葡萄球菌。该传感器以Cordura柔性纺织复合基底为支撑，通过钨舟蒸发沉积高纯...
Biosensors for the Multiplex Detection of Inflammatory Disease Biomarkers.
本文是《Biosensors》特刊“炎症疾病生物标志物多重检测生物传感器”的编辑引言。文章回顾生物传感器的定义与发展历程，指出其由早期酶电极逐步发展为免疫传感器、光学亲和传感器、芯片器官和纳米生物传感器等，并在医学诊断、个性化医疗、食品工业和物质检测中具有重要应用。作者强调，便携式免疫分析虽可实现快速检测，但精度、准确度和检测限通常...
Solid State Sensors for Hydrogen Peroxide Detection.
过氧化氢（H2O2）是生理、工业和环境过程中关键分子，广泛参与代谢、氧化应激、免疫激活及多种疾病监测，也是葡萄糖氧化酶、醇氧化酶等氧化酶反应的中间产物。目前 H2O2 检测常用比色、发光、荧光和电化学方法，但光学法成本高、仪器复杂，电化学法常需参比电极且易受干扰。本文系统综述用于 H2O2 监测的固态传感器，重点覆盖化学电阻型、电导...
Biosensor and Lab-on-a-chip Biomarker-identifying Technologies for Oral and Periodontal Diseases.
牙周炎是一种由遗传、宿主-微生物组和环境因素共同驱动的复杂慢性炎症性疾病，可导致牙支持组织破坏和牙齿缺失。全球疾病负担研究显示，重度牙周炎是最常见的慢性炎症状态之一。目前牙周科的诊断和预后体系尚未充分验证，早期诊断和干预可阻止多数患者病情进展，而可改变风险因素控制不佳会导致治疗反应差和复发。牙齿或种植体表面微生物生物膜引发的慢性免疫...
Nanomaterial-based biosensors for sensing key foodborne pathogens: Advances from recent decades.
食源性病原菌污染已成为严重威胁人类健康的公共卫生问题。传统检测方法如培养法、免疫学方法、PCR、流式细胞术和ATP生物发光法存在检测时间长、灵敏度低、选择性差、易受食品基质干扰或无法区分活菌与死菌等不足。近年来，纳米材料因其尺寸依赖的光学、电子和催化特性，为构建新型食源性病原菌生物传感器提供了基础。本文系统综述了近几十年基于纳米材料...
Flexible Electronics for Monitoring
为检测人体内分析物，研究者已开发多种高效生物传感器，但传统传感器多基于刚性材料，难以贴合皮肤、器官等柔软且形状不规则的组织，限制了其在人体表面的临床应用。开发可用于软组织和曲面表面的柔性生物传感器材料，将显著拓展生物传感器的临床用途。本综述选择性概述近期发展的柔性电子器件及其在体内代谢物和电生理信号监测中的应用，为构建体内信号监测系...
Development of a Molecular Imprinting-Based Surface Plasmon Resonance Biosensor for Rapid and Sensitive Detection of
金黄色葡萄球菌是脓毒症等感染常见病原，α-溶血素（Hla）可增强毒力并影响预后。为识别以α-溶血素为主要致病因素的感染，作者开发了一种基于分子印迹聚合物（MIP）的表面等离子共振（SPR）生物传感器。以α-溶血素为模板，在镀金Biacore传感器芯片表面通过UV引发聚合制备MIP芯片，并用非印迹芯片作阴性对照。该传感器可在数分钟内直...
Field-Effect Sensors for Virus Detection: From Ebola to SARS-CoV-2 and Plant Viral Enhancers.
2019冠状病毒病（COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，目前尚无获批的特效疫苗或药物，因此快速、准确、可靠、低成本且便于现场使用的病毒检测手段至关重要。半导体场效应器件（FED）生物传感器因体积小、响应快、无需昂贵标记、可实时和多路检测、稳健且便携，成为通过固有电荷电学检测带电生物分子和生物...
Utilization of silicon nanowire field-effect transistors for the detection of a cardiac biomarker, cardiac troponin I and their applications involving animal models.
本研究开发了一种超灵敏电学器件——硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET），用于检测肥胖诱导心肌损伤中的心肌肌钙蛋白I（cTnI）。该生物传感器采用与金属-氧化物-半导体（MOS）工艺兼容的自上而下微纳加工方法制备。器件制备完成后，硅纳米线表面通过共价固定cTnI单克隆抗体（Mab-cTnI）进行修饰，以特异性捕获cTnI抗原。研究...
Toward Cancer Diagnostics of the Tumor Suppressor p53 by Surface Enhanced Raman Spectroscopy.
肿瘤抑制蛋白p53在维持基因组稳定性中起关键作用，野生型p53异常升高或某些突变体的出现可指示癌症病理状态，因此p53是肿瘤筛查和早期诊断的重要生物标志物。本文回顾并重新审视作者将表面增强拉曼光谱（SERS）与纳米技术材料相结合，用于超灵敏检测野生型及突变型p53的实验方法，以期为临床诊断生物传感器开发提供参考。该方法以4-氨基硫酚...
The potential of terahertz sensing for cancer diagnosis.
太赫兹（THz）波段位于微波与红外之间，易被水强烈衰减且对水含量高度敏感。本文数值提出一种基于THz反射光谱响应数据的检测系统，用于体内和体外皮肤、乳腺及结肠癌组织样本的诊断。研究以半导体超材料器件作为复折射率（CRI）生物传感器，并采用有限差分时间域方法分析其反射光谱。作者演示了反射几何下太赫兹脉冲检测（TPD）用于区分正常与癌变...
Cell-based and cell-free biocatalysis for the production of D-glucaric acid.
D-葡萄糖酸（GA）是由生物质生产的增值化学品，可作为通用平台化学品、食品添加剂、金属螯合剂和治疗剂。目前市售GA主要采用化学法生产，但需求增长推动开发更环保、高效的生产方法。基于细胞生产GA是一种替代策略。研究者已将多条GA合成途径分别导入大肠杆菌、酿酒酵母和毕赤酵母，工程菌表现出从头合成GA的能力。通过优化宿主细胞中的GA代谢途...
Mechanical Flexibility of DNA: A Quintessential Tool for DNA Nanotechnology.
DNA的机械特性使其能够成为许多纳米技术应用中的结构元件和传感元件。虽然特异性碱基配对相互作用和二级结构形成是设计DNA纳米器件和生物传感器中最广泛利用的机制，但DNA固有的机械刚性和柔性常被忽视。本文讨论双链DNA刚性的生物化学和生物物理起源，以及盐、温度、序列和小分子等环境和内在因素如何影响它。随后，本文批判性地审视DNA弯曲刚...
Levels of Selected Matrix Metalloproteinases-MMP-1, MMP-2 and Fibronectin in the Saliva of Patients Planned for Endodontic Treatment or Surgical Extraction.
本研究旨在检测计划接受根管治疗或手术拔牙的龋齿患者唾液中基质金属蛋白酶-1（MMP-1）、基质金属蛋白酶-2（MMP-2）和纤连蛋白（FN）的浓度，以评估唾液生物标志物对口腔健康状况的反映。研究纳入75名龋齿患者和14名健康对照，其中50名计划根管治疗，25名计划手术拔牙。采用表面等离子共振成像（SPRI）生物传感器进行定量检测。结...
Voltamperometric Sensors and Biosensors Based on Carbon Nanomaterials Used for Detecting Caffeic Acid-A Review.
咖啡酸（caffeic acid, CA）是广泛存在于红酒、绿茶、咖啡、果蔬等食品及植物产品中的羟基肉桂酸类多酚化合物，具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗肿瘤等生理活性；但过量摄入可能产生不良反应，因此食品、药品、膳食补充剂中咖啡酸含量需准确定量。本文系统综述近10年基于碳纳米材料和/或酶的电化学传感器与生物传感器用于检测咖啡酸的研究进展，...
Aptamer Functionalized Lipid Multilayer Gratings for Label-Free Analyte Detection.
脂质多层光栅是有前景的光学生物传感元件，可将分析物结合事件转换为光学信号变化。与固态换能器不同，分子识别和信号放大相关试剂可在制备前掺入脂质光栅墨水中。本文报道了一种用DNA适配体功能化脂质多层光栅以实现凝血酶无标记检测的策略。采用双胆固醇标记的双链DNA连接子将适配体固定到脂质光栅上。该策略足以使荧光标记凝血酶结合到微米级厚度的脂...