电化学发光（ECL）是通过电化学产生的试剂之间发生电子转移反应而发光的过程。ECL生物传感器利用特异性生物相互作用识别分析物，并将生物响应转换为发光信号。采用新型生物识别元件的ECL传感器可检测肽、细胞、酶和核酸等多种分析物。与传统方法相比，ECL生物传感器具有选择性好、操作简便、灵敏度高和检出限低等优点。传统ECL方法主要使用钌配...
新即时检测（point-of-care, POC）技术的商业化有望推动心脏、肺、血液和睡眠（HLBS）疾病精准医学的发展。个体化医疗依赖对患者健康状况的快速、低成本、近实时监测，而现有生理数据多来自医院或诊所的单时间点采集，难以反映活动水平、环境、昼夜节律等瞬态变量。美国国家心肺血液研究所（NHLBI）因此通过小企业创新研究机制资助...
表面等离子共振（SPR）长期用于药物候选分子的亲和力与动力学表征。随着治疗性单克隆抗体（mAbs）药物类别增长以及高通量无标记生物传感器出现，其应用已从单纯结合测量扩展到早期药物发现中的表位表征，包括 mAb 的表位分箱与映射。本文综述了表位表征在抗体药物发现早期的重要性，并提出成功发现先导化合物的策略：在克隆预筛选后对 mAbs ...
内质网（ER）参与钙离子信号与蛋白质折叠。ER 钙库耗竭和未折叠蛋白积累会激活分子伴侣 GRP78，进而触发内质网应激反应（ERSR）以恢复稳态；若应激无法代偿则诱导凋亡。恶性细胞较正常细胞更易发生 ERSR 介导凋亡，因此 ERSR 被视为潜在抗肿瘤靶点。基于此，作者开发了以 GRP78 为生物传感器的细胞检测法，用于在胶质瘤细胞...
本文报道了一种基于G-四链体-乙醇胺结合相互作用的无标记乙醇胺（EA）检测方法，采用富含G的适配体DNA（Ap-DNA）和电化学阻抗谱（EIS）。K+的存在诱导Ap-DNA形成K+稳定的G-四链体结构，为EA提供结合位点。圆二色性（CD）光谱和EIS进一步证实了传感机制。以铁氰化钾/亚铁氰化钾（[Fe(CN)6]3-/4-）为氧化还...
生物传感器领域长期追求最低检出限，而特异性与灵敏度常依赖洗涤、稀释或严格控制实验条件。自然界在无洗涤、无稀释且环境稳态的条件下，通过变构、协同等机制优化受体的灵敏度与特异性。本文综述了将自然调控机制引入人工生物分子受体的策略，重点介绍群体转移（population-shift）机制：受体在稳定非结合构象与较不稳定但可结合构象之间平衡...
在水体污染物监测中，维持水质安全至关重要。微生物燃料电池（MFC）传感器作为一种可持续、在线的电化学微生物生物传感器，已分别用于生化需氧量（BOD）和毒性监测。然而，背景有机物浓度对 MFC 传感器毒性监测的影响尚不明确，也缺乏避免 BOD 与毒性联合冲击造成信号干扰的有效策略。本研究系统考察了 BOD 与毒性联合冲击引起的信号干扰...
本文报道了一种基于电化学发光（ECL）方法快速检测细胞色素c（Cyt C）的新型固态超灵敏生物传感器。该传感器以玻璃碳电极为基底，采用还原氧化石墨烯负载二氧化铈纳米颗粒（CeO2NPs-RGO）修饰，并固定三(2,2-联吡啶)钌(II)（Ru(bpy)3^2+）和壳聚糖（CHIT）形成纳米复合发光界面。ECL信号由电极表面Ru(bp...
本文提供四种生物传感器平台头对头比较的数据集，用于评估高亲和力抗体-抗原结合动力学。研究采用GE Healthcare Biacore T100、Bio-Rad ProteOn XPR36、ForteBio Octet RED384和Wasatch Microfluidics IBIS MX96，分析十种人源抗PCSK9单克隆抗体与...
本文综述了基于微磁结构与时变磁场的芯片实验室（LOC）器件，用于处理磁标记生物分析物，包括蛋白质、核酸、病毒和细胞。文章介绍了微磁阵列的制备材料与方法，以及利用超顺磁微球（SPM beads）实现的程序化运输、开关、特定分析物分离、微通道内流体泵送与混合等生物处理操作。微磁器件的核心优势在于能够控制单个超顺磁微球，从而实现高效分离与...
快速测定六价铬（Cr(VI)）对评估环境风险与人体健康具有重要意义。本研究构建了一种基于微生物燃料电池（MFC）的生物传感器，接种兼性厌氧、可还原 Cr(VI) 并具外电生成能力的 Ochrobactrum anthropi YC152，用于测定水样中的 Cr(VI) 浓度。结果表明，YC152 在厌氧条件下对 pH、温度、盐度及水...
病毒诊断与监测是控制病毒传播、部署适当治疗干预的关键步骤。过去常用的病毒检测方法多为细胞培养或分子水平检测，大多繁琐、昂贵、需要专门设施，且诊断速度较慢。为克服这些局限，生物传感器方法日益受到关注，尤其是在葡萄糖等生物传感器成功商业化之后。本文综述了利用生物传感器方法检测完整病毒的当前进展。截至撰写时，已有三类生物受体表面（抗体、糖...
受体-配体相互作用（RLI）是活细胞中所有生物事件的基础。理解互补大分子在生物系统中的相互作用是仿生纳米技术中的优先研究领域，用于设计模拟自然过程的人工系统。本综述总结并分析了RLI在若干前沿生物医学领域的应用，特别是制备新型固定相以分离医学诊断中的复杂生物混合物，设计用于早期识别多种疾病生物标志物的超灵敏生物传感器，以及开发用于再...
葡萄糖氧化酶（GOx）含有拉曼活性发色团黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），可用作信号报告子，用于构建高特异性“关闭型”表面增强拉曼散射（SERS）葡萄糖传感器。该传感芯片在 pH 6.86 下，通过带正电聚电解质连接子将 GOx 静电组装到银纳米粒子（Ag NP）功能化 SERS 基底上。在血清中追踪葡萄糖时，GOx 催化葡萄糖氧化生成...
毒理学正经历由高通量（HT）方法驱动的深刻变革，这些方法可快速考察大量化学结构空间的生物活性与危害潜力。其可行性主要源于从高成本、低通量的哺乳动物模型转向更快、更廉价的替代系统。作者认为这是更优策略，因为由此产生的大规模数据为基于预测性构效关系的毒理学奠定基础；同时，快速揭示与结构相关的生物活性有助于决定将资源投入机制研究还是商业开...
鉴于还原氧化石墨烯（rGO）基生物传感器可在床旁实现一次性、可重复的生物标志物检测，本研究开发了一种晶圆级 rGO 高分辨率图案化方法。该方法基于传统微机电系统（MEMS）工艺，通过光刻胶牺牲层和氧气气氛反应离子刻蚀（RIE）干法刻蚀，将图案从光刻胶转移到 rGO 薄膜上，实现了从 5 μm 到数百微米尺度的多种 rGO 微图案。通...
检测血液中自由循环的癌症生物标志物为基于液体活检的癌症早期诊断、患者随访和治疗疗效评估提供了新机遇。肿瘤细胞释放的循环无细胞核酸（cfNA）近年来受到广泛关注，因为它们往往在其他循环生物标志物（如循环肿瘤细胞）出现之前即可在血液中检出。然而，循环核酸浓度低、片段尺寸小，给检测带来技术挑战。本文综述了用于检测外周血及血浆、血清等血液来...
本研究以4-巯基吡啶和6-巯基-1-己醇双功能化修饰的金纳米颗粒（AuNP）作为配位剂，与4,4′-联吡啶和银离子反应，制备了金纳米颗粒装饰的银-联吡啶纳米带杂化材料（AuNP-NB）。该杂化材料呈蕨类分形形貌，AuNP与银-联吡啶纳米带协同增强过氧化氢（H2O2）的电催化还原。将其修饰玻碳电极（GCE）后，通过戊二醛交联固定辣根过...
本文报道将聚多巴胺（PDA）薄膜用作表面等离子增强荧光光谱（SPFS）生物传感器表面的蛋白质连接层，用于灵敏检测白介素-6（IL-6）。在LaSFN9玻璃基底上溅射约47 nm金膜后，将多巴胺溶液滴涂于金表面10 min，形成约1.3 nm的PDA薄膜；该涂层可提供氨基/巯基结合位点，使抗IL-6捕获抗体无需偶联剂即可直接固定。利用...
为促进链置换扩增（SDA）技术在生物传感中的应用，作者设计了一种无标记、实时监测等温核酸扩增反应的策略。该策略利用荧光染料硫黄素T（ThT）对G-四链体（G-quadruplex）的特异性识别，将G-四链体结构引入SDA扩增产物中，从而实现扩增过程的实时荧光监测。该方法对传统线性SDA和指数型交叉触发SDA扩增均表现出良好性能，并可...