适配体的快速发展有助于应对广泛存在的农药污染带来的挑战。筛选高性能适配体是成功构建生物传感器的先决条件，而进一步修饰适配体以增强活性可显著提高检测性能。本文首先综述了农药适配体的先进筛选策略，包括保持目标天然结构的固定化筛选、基于纳米材料的非固定化筛选、毛细管电泳-指数富集系统进化(CE-SELEX)、计算机虚拟筛选、高通量筛选以及...
胶质瘤是起源于脑和脊髓胶质细胞的肿瘤，miRNA-363 与人类胶质瘤发生发展相关，其表达水平可用于监测胶质瘤进展。本研究构建了一种基于互指电极（IDE）的生物传感器，用于检测 miRNA-363 水平并反映胶质瘤严重程度。IDE 采用光刻技术制备，随后进行表面化学修饰，将 miRNA-363 互补寡核苷酸探针与金纳米颗粒复合后固定...
腹主动脉瘤（AAA）是主动脉局部扩张形成的严重血管并发症，及时识别有助于避免破裂出血。C反应蛋白（CRP）因可在血管组织产生并参与动脉瘤形成，且在AAA破裂患者中升高，被视为AAA潜在生物标志物。本研究构建了一种基于多壁碳纳米管（MWCNT）修饰表面的免疫传感器，用于定量检测CRP水平。首先利用硅烷偶联剂在MWCNT表面构建抗CRP...
农业对气候变化尤为脆弱。为应对气候相关胁迫、全球人口增长和食物偏好变化带来的风险，必须培育产量更高、环境韧性更强的气候智慧型作物品种。分子遗传学与基因组学分析表明，参与植物激素介导生长调控的基因等位变异可显著提高主要作物产量。植物科学已显著推进了对植物激素介导生命事件分子基础的理解，为改良气候变化下作物产量提供了关键信息。本综述重点...
人类依赖农业获取食物，杀虫剂和农药被广泛用于提高产量。有机磷化合物（organophosphates, OPs）既用作杀虫剂/农药，也被制成 G 型和 V 型神经毒剂，可严重抑制神经系统功能，对环境、人类和非靶标动物具有高度危害。为避免其毒性，发展快速、可靠的检测与中和方法十分必要。传统电化学、液相色谱和气相色谱等方法虽灵敏准确，但...
链霉素（streptomycin, STR）是一种氨基糖苷类抗生素，广泛用于人和动物细菌感染治疗，但具有肾毒性和耳毒性等严重副作用，因此需要灵敏检测血清和食品中的痕量残留。适配体是通过SELEX筛选的寡核苷酸或肽，具有高亲和力和高特异性，是生物传感识别元件的理想候选。已有79-mer单链DNA适配体用于多种链霉素适配体传感器，但缺乏...
农药过量使用会造成环境和农产品污染，直接威胁人类生命与健康。因此，在食品安全监管中，快速、灵敏地检测农药残留至关重要。识别元件是农药残留快速检测传感器和方法的关键组成部分，不合适的识别元件可能导致稳定性差、灵敏度低、成本高和耗时长等缺陷。分子生物学技术可作为制备和修饰识别元件的有效策略。本文综述了五类特定识别元件的分子生物学方法，包...
在新冠疫情中，需要适应性方案以快速决策并采取有效卫生措施，例如对员工、旅客、学生等大规模人群进行快速筛查。尽管现有SARS-CoV-2检测方法可靠，但大多无法集成到服装中按需使用。本文报道了一种基于有机场效应晶体管（OFET）的生物传感器件，可在20 min内同时检测SARS-CoV-2抗原和抗SARS-CoV-2抗体。该生物传感器...
BioSentinel是首个面向深空设计并开发的生物立方星，其NASA任务目标是评估深空辐射对生物系统的影响，并构建一个能够在距地球数十万千米外自主支持模型生物并采集数据的CubeSat平台。本文简要介绍BioSentinel，并通过回顾NASA早期生物立方星在科学问题、子系统和能力上的演进，展示其技术与概念渊源。文章指出，采用生物...
深空环境的生物风险必须阐明，以支持人类在低地球轨道（LEO）之外的探索与科学发现。长期火星任务需要自主生物传感器查询深空辐射环境，这类传感器必须包含能在最低生命支持下长期存活、并可在与地球间歇通信条件下可靠工作的生物体。NASA 的 BioSentinel 纳米卫星携带酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），是...
个人血糖仪（PGM）因体积小、操作简便、成本低，已成为过去几十年最成功的生物传感器之一。为充分利用 PGM 多年研发积累，研究者发展了多种信号转导方法，将 PGM 从单纯血糖监测拓展到多种非葡萄糖目标检测。本综述总结了近年来以 PGM 为读出装置的非葡萄糖目标生物传感器进展，重点涵盖信号转导、信号放大以及目标分子识别与分析。综述指出...
宫颈癌是可通过疫苗接种和筛查预防、治疗的女性常见恶性肿瘤，其发生与高危型人乳头瘤病毒（HPV）持续感染密切相关。宫颈阴道液（CVF）反映女性生殖道局部生理与病理状态，含有蛋白、核酸、代谢物等成分，适合作为无创或微创筛查材料。由于传统Pap涂片和HPV检测存在假阴性率高、费用高、可及性差以及HPV感染清除率高导致过度治疗等问题，开发全...
端粒酶被认为是肝细胞癌（HCC）早期诊断和预后评估的重要生物标志物，但高灵敏、高特异的检测方法仍具挑战。为此，作者构建了一种新型表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器，用于检测端粒酶活性。该传感器采用由链置换扩增（SDA）和催化发夹组装（CHA）组成的双DNA催化放大策略。端粒酶诱导端粒酶引物延伸，形成含重复序列的长链DNA，进而触...
多种传染性病毒持续威胁全球公共卫生，其中 SARS-CoV-2 已造成超过六百万人死亡。为快速、可靠地检测病原体，研究者发展了多种生物传感方法。上转换纳米颗粒（UCNPs）具有低自荧光背景、长荧光寿命、窄发射峰、抗光漂白、近红外激发和多色发射等特性，在生物传感器中可显著提高信噪比和检测灵敏度，是病毒检测的有前景候选材料。本综述系统总...
食品安全问题因食源病原体、化学污染物和重金属而受到广泛关注，因其与人类健康密切相关。纳米酶是具有类酶催化活性的无机纳米材料，具有结构稳定、成本低、活性可调、可在极端pH和温度下保持催化活性等优点，可作为天然酶的替代物用于食品检测。本文围绕食品风险因子，综述了病原微生物、毒素、重金属、农药残留、兽药及非法添加剂等常见检测方法的现状，并...
藻毒素或海洋毒素可在水体、鱼类和贝类中富集，对人类、牲畜和宠物造成严重危害。传统检测方法耗时长、依赖专业人员和昂贵仪器，难以满足现场实时监测需求。生物传感器，尤其是基于适配体的适配体传感器，具有响应快、选择性好、成本低、稳定性高和易于操作等优势，可用于环境水样和食品基质中海藻毒素的快速检测。本文综述了2013—2022年面向多种藻毒...
表面功能化与生物识别元件固定是构建高灵敏、高选择性生物传感器的核心步骤。3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）因其双官能团、成本低和与氧化物表面羟基形成共价键的能力，被广泛用于表面硅烷化。获得稳定、致密且厚度可控的 APTES 单分子层，对避免多层聚合物脱落、保持抗体活性、降低非特异结合以及提高检测重复性和灵敏度尤为关键。本文系统综...
2019年12月爆发的新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，随着毒力增强和确诊病例增加，对全球公共卫生构成严重威胁，因此亟需准确诊断以快速控制病毒传播。环介导等温扩增（LAMP）是一种新型分子生物学技术，具有操作简便、快速、低成本、高灵敏度和高特异性等优点。过去两年，新冠疫情暴发和病毒株持续变异对病原体...
血管内皮生长因子受体2（VEGF-R2）是血管生成和肿瘤转移的重要标志物。本文报道两种基于阵列表面等离子共振成像（array SPRi）的生物传感器，用于血浆中VEGF-R2的定量检测。一种传感器基于纯金芯片，另一种基于银/金双金属芯片；两者均通过半胱胺（cysteamine）连接链将特异性识别人VEGF-R2的兔单克隆抗体固定于芯...
面包在贮藏过程中会发生老化与微生物生长等复杂理化变化，导致品质下降和消费者接受度降低。理解烘焙产品物理、化学和微生物腐败原因，对防止质量劣变和经济损失具有重要意义。传统包装在保护产品安全、卫生和品质方面存在局限，食品包装需要引入有效的新策略，以减少烘焙食品货架期内的感官损失。随着食源性疾病传播，消费者对减少合成防腐剂、使用天然防腐成...