新型治疗性抗体常具有多价或多特异性结合位点，其结合动力学受亲和力与亲合力共同影响，传统生物传感器表面随机固定抗原难以区分单臂与双臂结合。本文提出一种形似弹弓的 DNA 纳米结构，由 90 个核苷酸组成，包含 30 bp 双链刚性柄和单链弹弓臂；通过杂交 20 nt 互补间隔链，可在约 6.1 nm 的固定距离上装载两个相同或不同抗原...
细胞膜是细胞感知和响应外部机械刺激的第一介质，探索细胞膜张力变化有助于理解细胞内力学信号传递。本文开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器 MSS，用于可视化细胞膜张力。首先验证了该传感器检测细胞膜张力的有效性。结果显示，MSS 可观察到剪切应力诱导的膜张力异质分布，该分布可被微丝破坏或膜流动性增强所加强，但被膜流动性...
基质金属蛋白酶-9（MMP-9）是研究最广泛的基质金属蛋白酶之一，作为重要蛋白酶在多种生物学过程中发挥关键作用。MMP-9可切割多种细胞外基质（ECM）蛋白，从而调控ECM重塑；也可切割多种细胞表面蛋白，使其从细胞膜上释放。MMP-9与癌症病理过程密切相关，包括肿瘤侵袭、转移和血管生成等。近期研究评估了MMP-9作为多种特定癌症生物...
定量测量pH和代谢物梯度是支架培养类器官和多细胞聚集体中的关键挑战。本文利用Cellulomonas fimi CenA蛋白的纤维素结合域（CBD）设计生物传感器支架，通过荧光强度与荧光寿命成像（FLIM）检测pH和Ca2+梯度。将CBD与pH敏感增强青色荧光蛋白ECFP融合，实现对纳米纤维素、细菌纤维素和脱细胞植物材料支架的高效标...
原子层沉积（ALD）是一种用于微电子纳米制造过程的薄膜沉积技术。其能够用多种材料包覆高深宽比结构，并具有优异保形性和精确厚度控制，因此成为包括生物传感器在内的多种器件制备的关键工具。本迷你综述总结了 ALD 制备生物传感器器件的不同方式，介绍了通过 ALD 沉积的材料、所制备 ALD 层的用途以及所构建的不同类型生物传感器。文章选取...
本文提出一种在表面等离子共振（SPR）传感器金膜表面旋涂氧化石墨烯片（GOSs）覆盖层以增强灵敏度的新策略。得益于GOSs优良的导电性、大比表面积和高折射率，GOSs-SPR传感器在检测大体积折射率溶液和牛血清白蛋白（BSA）溶液时均表现出更高灵敏度。更重要的是，通过改变GOSs覆盖层厚度可调节传感器灵敏度，而厚度可通过不同次数旋涂...
快速检测细菌及其对特定抗生素的敏感性对感染治疗至关重要。传统药敏试验（AST）如肉汤稀释法、E-test和纸片扩散法需约3天，延误治疗并增加死亡率。本研究提出基于功能化微珠的自驱动传感器，用于现场监测微生物并快速进行AST。该微珠传感器由布朗运动驱动，无需外部电源。直径2 µm的荧光微珠表面包覆万古霉素以捕获细菌。研究评估了革兰阴性...
生物传感器是具有生物识别元件和换能器的强效诊断工具，前者赋予分析物特异性，后者产生可量化信号。不同生物识别元件具有各自独特的结构与结合机制，其优缺点会显著影响传感器的灵敏度、选择性、重现性和可重复使用性。本文综述了抗体、酶、核酸、适配体、分子印迹聚合物等常见生物识别元件的基本特征，并讨论它们在传感器初步设计阶段的选择依据。作者强调，...
生物传感器是合成生物学和代谢工程应用中的重要组成部分。本文报道了基于失稳二聚体配体结合域的第二代酿酒酵母地高辛和孕酮生物传感器，其通过配体诱导稳定发挥作用。该生物传感器由一个配体结合域单体融合 DNA 结合域、另一个融合转录激活域组成，在配体结合和受体二聚化后激活报告基因表达。在二聚界面引入失稳突变使生物传感器动态范围提高一个数量级...
在设计细菌生物传感器时，必须解决细菌识别特异性、生物分子受体固定以及传感器表面选择性等问题。本文旨在考察钛（Ti）、金（Au）和钌（Ru）金属表面经生物功能化后与大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）接触的反应。关注金属表面是因为其未来可用作高频生物传感器中的电极，例如谐振电路或传输线段。首先，不同金属表面分...
纳米技术因在生物医学、电子、环境和工业领域的潜力而受到关注。纳米颗粒具有独特的光学、电学、催化和热学性质，其中磁性纳米颗粒（MNPs）因超顺磁性、大比表面积和生物相容性而尤为重要。本文综述了 MNPs 的合成与表面功能化方法，并将其与环境科学应用相联系：一方面作为吸附剂或催化剂从水、土壤等环境基质中去除污染物，表现出反应活性强、去除...
氧化铪（HfO2）具有高介电常数、热力学稳定性好且易于沉积等特性，可提升基于二氧化硅及其他半导体材料生物传感器的灵敏度、耐久性和可靠性。本文综述了 HfO2 在生物传感器中的应用：在基于场效应晶体管（FET）的传感器中用于检测离子和 DNA；在免疫传感器中用于检测抗原-抗体复合物；作为计算机断层扫描（CT）的对比材料；以及在中红外区...
本文报道一种基于单链DNA与质量标签对金纳米颗粒表面竞争非共价相互作用的新型生物传感器平台，用于高灵敏检测前列腺特异性抗原（PSA）。该平台利用PSA适配体（AptPSA）非共价吸附于柠檬酸稳定的13 nm金纳米颗粒（AuNPs）表面，形成AptPSA–AuNP复合物；加入PSA后，适配体与PSA发生特异性结合并从AuNP表面释放，...
许多已上市蛋白激酶抑制剂通过稳定激酶靶点的非活性构象发挥高选择性，因此亟需通用方法识别稳定非活性构象的抑制剂。本研究建立了一种高通量二次谐波产生（SHG）构象检测法，用于筛选稳定白细胞介素-2诱导T细胞激酶（ITK）非活性构象的小分子。作者构建ITK激酶结构域单点半胱氨酸突变体，用SHG活性染料SHG2-maleimide标记，并通...
水溶性羧基功能化CdSe-ZnS量子点（QDs）被固定在氧化石墨烯（GO）上，用于水溶液中抗坏血酸（AA）的灵敏检测。QDs通过EDC/NHS-sulfo偶联反应连接到GO表面。AA是一种抗氧化剂，在健康维护、胶原形成等生物合成途径以及免疫调节中发挥重要作用。室温下，所制备GO-QD杂化体在水中的光致发光（PL）强度可被AA猝灭。基...
有机-无机杂化纳米花（HNFs）是一类由金属离子与酶、抗体、DNA、氨基酸等有机组分自组装形成的花状杂化材料。凭借酶活性增强、稳定性好、合成简便和生物相容性优异等特性，HNFs 可成为生物传感、仿生催化、染料脱色和支撑纳米材料等多领域应用的多功能平台。与游离酶相比，HNFs 因催化能力增强和负载能力强而在生物应用中具有潜在优势。本文...
铅笔芯因导电性、尺寸小、成本低且易获得，正越来越多地用作电化学电极材料，通常称为铅笔石墨电极（PGE）。与标准碳电极相比，PGE 具有可比的电化学性能，并适合一次性应用。文献表明，铅笔芯硬度（石墨/黏土比例）和电极表面预处理对分析性能至关重要。本综述系统描述 PGE 在生物传感分析中的应用，重点讨论固定化酶型传感器，并简要涉及核酸及...
前列腺癌患者的治疗结局受限于无法区分惰性病变与侵袭性病变。为解决该问题，作者开发了一种用于癌症生物标志物尿激酶型纤溶酶原激活物（uPA）的定量荧光纳米传感器。该传感器利用单壁碳纳米管（SWCNT）独特的近红外光致发光特性，通过抗体偶联使纳米管在复杂蛋白环境中响应 uPA，并经由光学带隙调制产生信号。作者采用牛血清白蛋白（BSA）对疏...
汞离子（Hg2+）是一种毒性极强的环境污染物，快速高灵敏检测具有重要意义。本研究制备了一种液体栅极石墨烯场效应晶体管（GFET）阵列生物传感器，芯片上集成6×6个共源GFET，并基于单链DNA（ssDNA）适配体用于Hg2+定量检测。该传感器通过适配体与Hg2+形成T–Hg2+–T配位结构，引起石墨烯界面电荷分布变化，从而改变漏极电...
表面等离子共振（SPR）传感研究的概念可追溯至80多年前：1902年首次观察到该现象，1983年首次提出用于气体传感和生物传感的原理。SPR传感平台与纳米结构、光学技术、流控技术和光源技术等多项传感技术进步紧密相关，并推动其持续发展。然而，市售SPR传感器仍需要高成本投入、器件和运行费用，使其难以在低成本即时检测（PoC）或实验室中...