脓毒症是感染引发机体免疫综合征反应的“隐形杀手”，在美国每年导致约22万死亡，病死率25%–50%；早期检测和治疗可避免80%的脓毒症死亡，但目前多数医疗机构缺乏快速手段。本文报道DETecT sepsis 2.0电化学传感器，可直接在未稀释全血中同时检测8种异质性宿主免疫反应标志物（IL-6、IL-8、IL-10、IP-10、TR...
本研究探讨了以活性炭污泥微生物在碳纳米管修饰石墨膏电极表面形成的电活性生物膜为基础，构建高灵敏度生化需氧量（BOD）生物传感器的可行性。作者采用相差光学显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对生物膜形成过程进行表征，并利用循环伏安法和电化学阻抗谱研究电活性生物膜中的电荷转移特性。通过循环伏安法测得微生物与胞外电子载体的相互作用速率...
羟基酪醇（HT）是特级初榨橄榄油（EVOO）真实性与质量评价的重要标志物。本研究开发了一种基于单壁碳纳米管（SWCNT）和酪氨酸酶（Ty）修饰的丝网印刷电极（SPE-SWCNT-Ty）生物传感器，用于不同产地和品种商业 EVOO 中 HT 的定性与定量检测。先将 SWCNT 以滴干法修饰于碳基丝网印刷电极，再滴加酪氨酸酶并用戊二醛交...
作者此前发现人黑色素瘤细胞可快速降低人脑内皮屏障强度，且破坏主要位于细胞旁连接。本研究检测黑色素瘤条件培养基中基质金属蛋白酶（MMP）及其他蛋白酶表达，发现MMP-2高表达，而MMP-1、-3、-9未检出或极低；组织蛋白酶D和B也被检出。随后将重组MMP-2加至人脑微血管内皮细胞（hCMVECs）顶面，利用生物传感器技术实时监测屏障...
在抗体固定化过程中施加电场，可使抗体在生物传感器表面取向排列，从而提高抗体与抗原的结合概率并最大化传感器灵敏度。本研究利用在叉指微电极内部施加电场，对具有极性特征的免疫球蛋白G（IgG）进行传感器内取向排列，开发了一种增强抗体-抗原结合概率的生物传感器。首先通过理论计算确定最优排列条件，并通过比较纯化抗β-淀粉样蛋白抗体排列前后的阻...
谷氨酸(GLU)和γ-氨基丁酸(GABA)水平失衡及其亚秒级信号动态变化见于创伤性脑损伤、癫痫和阿尔茨海默病等多种脑疾病。本研究报道了一种用于亚秒级同时实时检测GLU和GABA的硅(Si)多功能生物传感器探针的优化与体内测试。该Si探针具有四个表面功能化铂超微电极(UME)，用于检测GLU和GABA，一个哨兵位点，以及用于原位校准的...
新冠疫情持续威胁人类健康、经济与社会关系，全球科学家不断开发新型快速病毒检测工具。本文报道一种用于即时检测（point-of-care, PoC）SARS-CoV-2 的生物传感器平台，可在实验室条件和住院患者拭子样本中快速检测刺突蛋白（S protein）。该平台是作者前期工作的延续与改进，核心为基于微控制器的读出电路，用于测量叉...
本文报道了一种基于合成双环肽的生物传感平台，用于检测人尿激酶型纤溶酶原激活酶（h-uPA）这一癌症相关生物标志物。研究比较了两种对 h-uPA 催化位点具有不同亲和力的双环肽 P1 和 P2 作为生物识别元件的性能。两种生物素化双环肽通过生物素—链霉亲和素作用定向固定于磁性微珠表面，随后与 h-uPA 结合，并依次加入抗 uPA 抗...
本文提出一种面向生物传感器应用的低功耗模拟存内处理器（PIM）卷积神经网络（CNN）片上实现。该 CNN 作为生物传感器中的片上器件，由 32×32 材料阵列构成；当样品滴加到生物传感器上时，不同疾病引起电流变化，模拟前端检测电流并经 ADC 数字化后作为 CNN 输入特征。系统采用 10T SRAM 模拟 PIM 执行乘累加（MA...
沙门氏菌病在全球长期存在，尽管已有多种诊断方法，仍需要简便有效的检测系统。本文报道了一种用于捕获抗原性沙门氏菌细胞的透析膜电极界面盘，其上固定特异性抗体。当特异性沙门氏菌抗原与小鼠抗沙门氏菌单克隆抗体、偶联辣根过氧化物酶（HRP）的兔抗小鼠二抗以及底物邻氨基苯酚发生反应时，产生响应信号输出电流。该电流通过由镉参比电极和玻璃碳工作电极...
肌酐是用于检测和监测急慢性肾脏病的重要血液指标，但床旁可靠测量在人和兽医医学中仍具挑战。本研究旨在评估 StatSensor（SS）和 StatSensor Xpress（SSX）手持式肌酐检测装置在犬中的精密度和准确度。研究纳入正常（肌酐≤159 μmol/L）、中度（159–354 μmol/L）和重度（>354 μmol/L）...
下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴是介导机体应激整合反应的主要神经内分泌系统，其功能失调与抑郁、焦虑和创伤后应激障碍等疾病相关。谷氨酸信号在脑内传递应激相关信息中发挥重要作用，异常谷氨酸信号会影响神经可塑性、突触功能并与应激相关病理有关，但 HPA 轴失调与谷氨酸信号之间的联系尚不清楚。本研究采用饮水中添加低剂量慢性皮质酮（CORT）...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）Omicron和Delta变异株的出现，引发了关于突破性感染、免疫衰减、加强针需求与时机，以及现有针对原始SARS-CoV-2毒株的mRNA疫苗是否足够的讨论。本研究利用基于生物传感器的技术，评估mRNA疫苗接种者（n=109）和康复者（n=19）唾液中S1特异性抗体对Omicro...
本文提出一种用于诊断 SARS-CoV-2 的电化学免疫传感策略，以 10 µm 间隙金互指微电极（AuIDE）靶向刺突蛋白（SP）。微电极表面经 (3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷（GOPTS）修饰形成环氧基矩阵，便于固定抗 SP 抗体。将约 10 nm 纳米金刚石与 SP 偶联作为目标，通过电化学阻抗谱（EIS，0.1–1 MH...
本研究报道了一种晶圆级、无化学试剂的铜镍（Cu–Ni）异原子薄膜制备方法，采用射频磁控溅射技术同时溅射铜和镍靶材，用于非酶葡萄糖传感。所制备的晶圆级 Cu–Ni 薄膜对葡萄糖氧化具有优异的电催化活性，在 0.01 mM 至 20 mM 范围内检出限为 1.86 μM。与铜和镍电极相比，Cu–Ni 薄膜的葡萄糖氧化活性分别提高 1.3...
气味结合蛋白（OBP）是一类存在于脊椎动物和昆虫中的小型可溶性蛋白，结构稳定并能结合多种气味分子。苯是 BTEX 类污染物中对人体危害最大的组分，环境中的苯监测通常依赖 GC-MS 等复杂、耗时且需专业人员操作的技术。本研究将猪源气味结合蛋白（pOBP）作为分子识别元件，构建低能耗阻抗生物传感器，用于户外和实时苯检测。金叉指电极经 ...
糖尿病是三大慢性病之一，常引发多种并发症，可影响身体多个部位甚至威胁患者生命。目前全球糖尿病形势严峻，准确检测血糖对糖尿病的诊断、治疗、用药以及患者自我管理非常重要。本文开发了一种基于丝网印刷电极（SPE）修饰石墨烯气凝胶（GA）/普鲁士蓝（PB）复合材料（GA@PB）的电化学葡萄糖生物传感器。GA@PB 以 L-抗坏血酸为还原剂，...
乳酸检测在运动医学和临床医学中具有重要意义，乳酸堆积会影响运动员表现，也是脓毒症的重要预后指标。目前乳酸检测主要依赖指尖或耳垂采血，存在疼痛、无法连续监测和成本较高等问题。本研究开发了一种低成本连续乳酸监测系统（CLMS），其核心为基于经皮微针阵列的三电极乳酸传感器。工作电极为10 mm×6 mm的不锈钢微针阵列，包含3×3根微针，...
报道了一种基于双层准自由外延石墨烯（QFS EG）的超灵敏实时 SARS-CoV-2 生物传感器。将 SARS-CoV-2 S1 刺突蛋白抗体固定于 SiC 衬底上的 QFS EG 表面，通过电学转导 S1 抗原-抗体结合事件，无需栅极或信号放大，即可在数秒内检测感染者中鼻甲拭子和呼出气气溶胶样品中低至 60 copies/mL 的...
本文报道了一种基于电化学阻抗的生物传感器，用于监测人乳低聚糖（HMO）组成的变化。2′-岩藻糖基乳糖（2′FL）是一种与婴儿生长、认知发育及感染性腹泻保护相关的 HMO。由于遗传差异，部分女性（非分泌型）乳汁中不含或仅含极少量 2′FL，可能影响婴儿健康与发育。然而，目前尚无可在床旁分析人乳中 HMO 存在与浓度的技术。针对这一未满...