Current Advances in Quantum-Dots-Based Photoelectrochemical Immunoassays.
光电化学（PEC）免疫分析因成本低、灵敏度好而近年受到关注。其检测信号来源于光电材料的光电转换，而量子点（QDs）具有独特的光物理性质和可调控的光电特性，使 PEC 免疫分析进入新阶段。本综述简要介绍基于 QDs 的光电转换免疫分析一般机制，并总结 QDs 在免疫分析中的应用进展。由于信号策略和光活性材料是 PEC 生物传感器系统的...
An electrochemiluminescence cloth-based biosensor with smartphone-based imaging for detection of lactate in saliva.
本文报道了一种基于布基微流控和智能手机成像的电化学发光（ECL）生物传感器，用于唾液乳酸的无创检测。作者利用丝网印刷技术，在亲水棉布上制备碳电极和 ECL 反应腔：导电碳墨水印刷形成工作电极、对电极和伪参比电极，蜡质材料印刷形成疏水屏障和反应腔。乳酸氧化酶（LOx）固定于工作电极，催化乳酸氧化生成过氧化氢（H2O2）；随后加入含鲁米...
Designed graphene-peptide nanocomposites for biosensor applications: A review.
用DNA、蛋白质、肽等生物大分子修饰石墨烯，可拓展石墨烯材料在多个领域的应用。结合在石墨烯表面的生物大分子能够提高石墨烯基纳米复合材料的生物相容性与生物识别能力，从而显著提升生物传感器在选择性和灵敏度方面的性能。本综述系统介绍并讨论了石墨烯-肽纳米复合材料在合成与生物传感应用方面的最新进展。文中展示了利用特定设计肽对石墨烯进行生物功...
Pregnancy-Associated Plasma Protein A2 in Hemodialysis Patients: Significance for Prognosis.
背景：妊娠相关血浆蛋白A（PAPP-A）与长期血液透析（HD）患者不良预后相关。本研究旨在检测HD患者血清中其同源物妊娠相关血浆蛋白A2（PAPP-A2）是否可测，并评估其临床意义。方法：纳入102例长期HD患者和25例健康对照，HD患者前瞻性随访5年（2009–2014年）。采用表面等离子共振（SPR）生物传感器检测PAPP-A2...
White light reflectance spectroscopy biosensing system for fast quantitative prostate specific antigen determination in forensic samples.
本文报道了一种基于白光反射光谱（WLRS）的无标记生物传感器，用于法医学样品中前列腺特异性抗原（PSA）的快速定量检测，以PSA作为精液指示物。该传感器采用两步免疫分析格式，使用同一种山羊多克隆抗PSA抗体分别作为捕获抗体和检测抗体，检测抗体经生物素化后与链霉亲和素反应以实现信号增强。整个检测流程仅需10 min，包括固定抗体与PS...
Maltose Utilization as a Novel Selection Strategy for Continuous Evolution of Microbes with Enhanced Metabolite Production.
我们开发了一种基于碳源利用的新型选择回路，在麦芽糖作为唯一碳源的培养基中建立并维持多代生长-生产偶联。与传统基于抗生素抗性的回路相比，我们首先证明该回路将细胞适应性偶联到代谢物生产的能力更稳健，即使经过多轮选择逃逸风险也低得多。随后将该选择回路应用于 L-色氨酸（L-Trp）生产优化。我们证明，无论应用于小规模定义明确的突变库，还是...
Individual Au-Nanocube Based Plasmonic Nanoprobe for Cancer Relevant MicroRNA Biomarker Detection.
microRNA-205（miR-205）是肺癌诊断中重要的肿瘤标志物，在非小细胞肺癌患者血清和痰液中显著过表达。本文报道了一种基于单个金纳米立方体（AuNC）的无标记局域表面等离子体共振（LSPR）纳米探针，用于高灵敏、高选择性地检测 miR-205。约 50 nm 的 AuNC 表面通过 Au–S 键自组装固定巯基化单链 DNA...
Protease sensing using nontoxic silicon quantum dots.
本文报道一种基于无毒硅量子点（SiQDs）与 Förster 共振能量转移（FRET）的蛋白酶传感概念验证研究。SiQDs 作为能量供体，有机染料 DY485 作为受体，通过 RGDC 肽连接子共价连接至 SiQDs 表面。蛋白酶切割肽连接子后，受体染料从供体附近脱离，FRET 效率下降，导致受体通道荧光减弱、供体/受体强度比改变。...
Nanostructured biosensor using bioluminescence quenching technique for glucose detection.
背景：多数血糖监测方法需要外部能源，可能限制其应用，尤其是体内检测。生物发光技术利用萤火虫或海洋生物中的发光蛋白，无需外部能源即可产生光，为快速、无创葡萄糖检测提供了替代方案。本研究开发了一种基于生物发光淬灭技术的纳米结构生物传感器。结果：将荧光素酶生物发光蛋白（Rluc）与β-环糊精（β-CD）偶联；当8±3 nm金纳米颗粒（Au...
A Real-Time Biosensor for ERK Activity Reveals Signaling Dynamics during C. elegans Cell Fate Specification.
激酶转位报告蛋白（KTR）是一类遗传编码的荧光活性传感器，可将激酶活性转化为核质穿梭平衡，用于观察单细胞信号动态。本研究将第一代细胞外信号调节激酶（ERK）KTR改造为便于在秀丽隐杆线虫体内使用的ERK-nKTR。该传感器通过分析单个细胞核即可对ERK活性进行定性和定量评估，并能在多种细胞背景下忠实报告发育和神经功能中的ERK活性。...
Carbon Nanomaterial Based Biosensors for Non-Invasive Detection of Cancer and Disease Biomarkers for Clinical Diagnosis.
疾病的早期诊断，例如帕金森病、阿尔茨海默病、糖尿病和多种癌症，以及监测患者对治疗的反应，在临床治疗中至关重要；因此，针对许多临床分析物的测定开展了大量研究。为实现临床实践中的即时检测，需要灵敏、选择性高、成本低、简单、可靠且快速的分析方法。生物传感器已成为生物标志物检测的重要工具，其中电极材料和结构在实现灵敏、稳定检测中起关键作用。...
Gold nanoparticle-based localized surface plasmon immunosensor for staphylococcal enterotoxin A (SEA) detection.
本文报道了基于金纳米颗粒（AuNP）局域表面等离子共振（LSPR）的金葡菌肠毒素A（SEA）免疫传感器。作者通过Traut试剂将抗SEA抗体或SEA的赖氨酸氨基转化为巯基，再与柠檬酸包覆AuNP表面金原子形成Au-S键，制备AuNP-Ab和AuNP-SEA两种稳定生物偶联物，并用吸收光谱、冷冻透射电镜、动态光散射和Zeta电位进行表...
Microbial communities as biosensors for monitoring urban environments.
本文提出建成环境（built environment, BE）微生物组可作为天然嵌入城市基础设施的生物传感器，用于监测环境质量与人类活动。测序技术进步揭示了城市空气、表面和自来水中存在大量微生物，其群落组成受室外环境和建筑设计影响，人类转移的微生物还可用于溯源。作者认为，家庭水表中的生物膜微生物群落可用于城市供水水质监测，能够直接追...
Graphene Field-Effect Transistors for the Sensitive and Selective Detection of Escherichia coli Using Pyrene-Tagged DNA Aptamer.
本研究报道了一种基于石墨烯场效应晶体管（G-FET）并借助吡啶标记DNA适配体（PTDA）检测大肠杆菌（E. coli）的生物传感器。适配体因对目标物具有高稳定性、高亲和力和易修饰性，被用作传感探针。作者首次从理论上讨论并实验验证了E. coli结合导致探针修饰石墨烯载流子密度变化。E. coli与适配体结合后引起适配体构象变化，使...
A Novel Surface Plasmon Resonance Biosensor for the Rapid Detection of Botulinum Neurotoxins.
肉毒神经毒素（BoNTs）因毒性极强且易于制备，被列为美国国立过敏和传染病研究所优先病原体A类生物威胁。其极微量即可通过阻断神经递质释放引起致死性弛缓性麻痹。目前确诊肉毒中毒的金标准是小鼠生物测定，通常需要数天，且依赖专门设施与训练人员；同时尚无有效解毒剂，重症患者需长期监护。为应对生物恐怖事件，快速检测BoNTs至关重要。表面等离...
Design of a New Ultracompact Resonant Plasmonic Multi-Analyte Label-Free Biosensing Platform.
本文报道了一种用于选择性无标记检测蛋白质生物标志物的超紧凑共振等离子体多分析物生物传感平台的设计。该平台由多个基于等离子体纳米腔的生物传感器组成，每个传感单元采用沉积在二氧化硅/硅绝缘体（SOI）基底上的周期性金属结构，形成金属-绝缘体-金属（MIM）波导中的布拉格光栅缺陷腔。光被强烈限制在约1.57 μm²的极小区域内，以增强光与...
Pathway optimization and key enzyme evolution of N-acetylneuraminate biosynthesis using an in vivo aptazyme-based biosensor.
N-乙酰神经氨酸（NeuAc）因在食品和医药领域具有广泛应用而备受关注。此前作者首次在大肠杆菌中以葡萄糖为唯一底物构建了人工 NeuAc 合成途径，但由于代谢通量和辅因子平衡要求严格，后续菌株改良困难。本研究设计了一种体内 NeuAc 生物传感器，并将其用于 NeuAc 生产菌株突变库的遗传筛选。该传感器以 sfGFP 为报告基因验...
Current Status of HbA1c Biosensors.
糖化血红蛋白（HbA1c）由血红蛋白四聚体中β链N端Val1残基的α-氨基与糖分子发生非酶促糖基化反应形成，可反映过去2～3个月的平均血糖水平。目前已有多种HbA1c检测方法，包括色谱法、免疫分析、酶学测定、电化学传感器和毛细管电泳等，并用于科研实验室和临床。本综述总结基于识别蛋白质上糖基部分的HbA1c生物传感器现状，以及在全血样...
New Evidence for the Mechanism of Action of a Type-2 Diabetes Drug Using a Magnetic Bead-Based Automated Biosensing Platform.
尽管二甲双胍是2型糖尿病一线药物，其分子作用机制仍不明确。近期证据提示二甲双胍与线粒体铜的结合可能参与其降糖机制。本文报道了一种基于磁性微珠凝集试验的新型自动化生物传感平台，用于研究二甲双胍的作用机制。该平台利用半胱氨酸功能化磁性微珠，在铜离子存在下因半胱氨酸的铜螯合作用形成铜桥接微珠聚集体；加入临床相关低微摩尔浓度二甲双胍后，铜桥...
Multiplexing Engineered Receptors for Multiparametric Evaluation of Environmental Ligands.
工程细胞疗法是一种有前景的新兴生物医学技术。广泛采用该策略需要新方法实现复杂功能程序，例如以定义方式感知并响应环境。为此，我们研究了自包含受体与信号转导系统（MESA）能否被多路复用，以评估胞外线索，并阐明此类工程组件整合的原则。我们首先开发了一组可由两个转录因子激活的 AND 门混合启动子，随后将其与两个 MESA 受体及不同配体...