生物传感器和生物检测均利用蛋白质或核酸识别特定分子目标，在生物医学研究和临床实践中应用广泛，其成功主要源于生物分子识别的高度多样性、亲和力与特异性。然而，这类受体存在固有局限：单一可饱和结合位点使目标浓度与受体占据率之间呈双曲线关系（Langmuir等温线），从而限制其对目标浓度微小变化的灵敏度。为克服该限制并构建响应性更强的传感器...
血脑屏障（BBB）对蛛网膜下腔出血（SAH）的进展和预后至关重要。由于 SAH 发病机制复杂且病理分子表达水平低，建立简单、灵敏、准确检测 BBB 损伤相关生物标志物的方法仍是迫切需求。本文引入表面增强拉曼散射（SERS）标签嵌入的 Fe3O4@Au 核壳纳米粒子作为理想 SERS 传感器，用于 SAH 患者 MMP-9 和 occ...
近年来，全球大量人群尤其是老年人受阿尔茨海默病（AD）困扰，生活质量显著下降。为早期干预疾病进展，准确、便捷、低成本的检测技术受到关注。生物传感器在AD检测与评估中具有多重优势，因此被频繁应用。行为检测是早期诊断AD的一种有前景的方式，相比传统神经心理量表更客观、定量；相比血液和脑脊液等侵入性检测更安全、舒适，且比神经影像检查更经济...
人类纤维化疾病是全球重大健康问题，病因异质性强，累及多个器官，现有抗纤维化药物常因疗效不足和预后差而失败。为解析疾病机制并开发治疗策略，体外疾病模型在平台开发方面已取得重要进展。工程化器官芯片平台为纤维化研究和抗纤维化药物发现带来革命性变化。人类诱导多能干细胞和组织工程技术的发展正在推动该领域显著进步。本文综述了近期突破和新兴挑战，...
实时水质监测传感器对保障水环境安全至关重要。传统方法如酶联免疫吸附试验（ELISA）、液相色谱、质谱、发光筛选、表面等离子共振（SPR）及活体生物指示剂，往往耗时、依赖昂贵设备或专用实验室，且响应速度受限。微生物燃料电池（MFC）因成本低、可自维持、输出直流电并能实时响应，已被用于水毒性监测。本文报道一种微尺度MFC生物传感器，用于...
公共游泳池（PSP）水中的总有机碳（TOC）需在线监测以保障公共卫生。针对传统微生物燃料电池生物传感器（MFC-biosensor）开环预测稳定性差、难以捕捉污染物瞬态变化的不足，本文基于实验数据、动力学模型辨识、控制论以及数字与实时仿真，设计了一种具有闭环结构的创新 MFC 生物传感器控制系统，用于 PSP 水 TOC 动态特性的...
新冠疫情严重冲击全球正常生活。由于传播迅速且死亡率高，快速检测大量样本至关重要。传统方法昂贵、耗时、依赖实验室，难以在资源有限地区处理大量样本。鉴于高传染性，高效识别SARS-CoV-2携带者很关键。随着生物传感器用于新冠诊断的优势增加，本叙述性综述总结了近期进展及采用生物传感器的理由。生物传感器是最敏感、特异、快速、用户友好的工具...
近年来，多种生物传感器被用于监测人体健康状况。电纺纳米纤维材料具有高比表面积、大孔隙率和操作简便等优点，这些特性在生物传感器中发挥重要作用。然而，与其他纳米纤维制备技术相比，电纺纳米纤维的力学性能较差；同时，电纺过程中使用的有机溶剂通常具有毒性且成本较高。另一方面，电纺纳米纤维的优异性能可赋予生物传感器更高的灵敏度和更宽的检测范围。...
本文简要综述了新型纳米材料基光纤生物传感器的最新研究进展。纳米材料具有尺寸依赖的信号放大、等离子体共振和电荷转移等光学与生物学特性，被广泛用于生物传感应用。由于良好的生物相容性及与生物识别元件的结合能力，纳米材料能够提高传感探针的灵敏度、检出限、特异性和响应时间，并提升光纤生物传感平台的信噪比，从而为改善光纤生物传感器性能提供了实用...
过去数十年，生物传感器在检测疾病相关体液中的非侵入性生物标志物方面取得显著进展，具有高灵敏度、高准确性、低成本和易操作等优势。在众多二维材料中，MXenes 因其独特的表面化学、机械、光学、电学性质和生物相容性而受到广泛关注，并在生物传感器制备中发挥关键作用。本文系统综述了近年来 MXenes 在电化学、光学及其他生物分析方法中的应...
本文设计了一种基于铜纳米基底、石墨烯和二维过渡金属二硫化物（TMDC）的混合结构，以实现超灵敏表面等离子共振（SPR）生物传感器。该系统由 SF11 三棱镜、BK-7 玻璃、铬（Cr）粘附层、薄铜膜、一种 TMDC（MoS2、MoSe2、WS2 或 WSe2，统称 MX2）、石墨烯以及含生物分子分析物的传感层组成。选用铜作为等离子体...
铜离子是天然酶的活性中心，在氧化还原反应和多种生理过程中发挥重要作用；模拟酶活性的铜基催化剂已广泛用于工业催化和传感器件。肽类作为一类重要小分子生物分子，具有合成简便、生物相容性好、毒性低、水溶性好等优点。肽-铜配合物具有分子量低、稳定性高以及独特的催化和光物理性质，以肽-铜配合物作为信号探针的生物传感器在环境监测和生物医学分析与诊...
作为药物治疗的重要组成部分，药物转运方式受到全球广泛关注。高效的药物递送方法不仅能显著提高药物吸收率，还可降低感染风险。近年来，微针技术兼具皮下注射给药与经皮贴剂给药的优点，不仅无痛，而且药物吸收效率高。此外，基于微针的电化学传感器在连续健康监测方面具有独特能力，能够实时监测多种患者生理指标，因而广泛应用于实验室和医院。目前关于电化...
基于受体的生物传感器性能常受分析物扩散限制，导致检测时间过长，或因非特异性结合噪声而降低特异性与灵敏度。交流电动力学及其对生物传感的影响是近年研究热点，可通过电致热效应、电渗或介电泳（DEP）改善分析物传质。已有工作表明，借助这些技术提高传质，可将灵敏度提升并缩短检测时间达数量级。要在真实样品和实际基质中实现高灵敏度，避免非特异性结...
本文提出一种基于智能手机的生物传感器，用于高准确度非侵入监测人体总血红蛋白浓度。与现有血红蛋白传感器相比，该传感器利用智能手机的摄像头、存储和计算能力，显著降低设备成本；与现有智能手机传感器相比，作者开发了高集成多波长LED模块和专用手机夹具，分别减少空间误差和运动伪影。此外，系统嵌入新算法以提高测量精度：对采集图像进行L*a*b*...
本研究考察了十二面体结构对辣根过氧化物酶（HRP）糖蛋白在云母基底上吸附行为的影响。实验将含 10^-7 M HRP 的 2 mM PBSD（pH 7.4）水溶液置于距金属化电木十二面体 0.03 m、2 m、5 m 处孵育，并以 20 m 为对照。孵育 40 min 后，将云母基底浸入相应溶液中进行直接吸附，再用原子力显微镜（AF...
水污染已成为威胁人类健康与生态安全的全球性环境问题，水体中污染物生物可利用性的监测与风险评估对确定水处理需求至关重要。与传统化学分析相比，基于全细胞生物报告器（whole-cell bioreporters, WCBs）的环境生物传感可通过报告基因快速、简便、通用且经济地检测多种污染物的生物可利用性。WCB 的性能取决于宿主菌株、调...
乙酸耐受对利用含高浓度乙酸的木质纤维素水解物构建稳健细胞工厂至关重要。本研究基于酿酒酵母内源转录因子 Haa1 构建乙酸生物传感器，用于筛选 CRISPRi 酵母菌株库；该库中 dCas9-Mxi 分别抑制每个必需或呼吸生长必需基因。通过流式细胞分选富集了乙酸保留更高的细胞群体，并证明这些高生物传感器信号细胞对乙酸更敏感。基于生物传...
近十年来，溶解氧浓度检测主要存在安培法（Clark电极）与光学法（卟啉金属配合物磷光猝灭）两条技术路线，二者各有明显优缺点。在生物传感器开发中，这种竞争尤为突出，但由于多数研究仅采用单一检测方式，难以进行公正比较。为此，本文构建了一种微流控系统，将Clark电极与光学氧传感器置于同一微体积内，对吸附于复合材料上的酿酒酵母（Sacch...
随着经济与生产力快速发展，公众不仅关注藻类作为新型食品资源的营养价值，也日益重视其食用安全性。多项研究指出，海藻食品安全问题的分析解决需要整体、系统考虑。影响藻类食品安全的主要因素包括物理、化学和微生物危害。尽管生产者和消费者食品安全意识提高，但由藻类食品安全事件引发的食源性疾病仍频繁发生，威胁消费者健康与生命，若处理不及时可能造成...