β-2微球蛋白（β2M）是存在于大多数有核细胞表面的低分子量蛋白，在人体免疫系统和肾小球稳态调节中发挥关键作用。其最重要的临床意义在于透析相关性淀粉样变性，这是终末期肾病中β2M在血液中逐渐蓄积所致的并发症。因此，β2M在肾脏疾病中的功能已被广泛研究，用于评估肾小球和肾小管功能。由于细胞快速更新导致β2M脱落增加可能提示其他潜在疾病...
本文通过细胞外场电位生物传感分析，在蜗牛脊髓细胞操控中研究二价汞离子（Hg2+）的体内化学遗传特性，将其作为特异性高钙血症执行器。作者将工作、对电极和伪参比电极组成的三微电极系统盲植入蜗牛脊髓，以极低频阶梯电压刺激触发动作电位，同时测量电流作为检测信号。在单因素优化条件下，系统获得 1.0×10−14 至 1.0×10−1 mol/...
本研究建立了一种基于麦芽酚包覆银纳米粒子（Maltol capped AgNPs, McAgNPs）的比色传感方案，用于灵敏检测维生素C（抗坏血酸，Ascorbic acid）和维生素B1（盐酸硫胺，Thiamine HCl）。该探针在加入维生素C和维生素B1后，溶液颜色分别由黄色迅速变为橙色和绿色。检测浓度范围为0–1 µM，维生...
flap内切酶1（flap endonuclease 1, FEN1）是一种结构特异性核酸酶，可催化去除特定DNA结构中的5′单链突出片段。由于FEN1在多种肿瘤细胞中过表达并与癌症进展密切相关，其被视为潜在癌症生物标志物。本文以氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒（NH2-MSNs）为荧光纳米探针载体，利用其丰富介孔结构负载罗丹明6G（Rh...
细菌、病毒和寄生虫等病原微生物可引起传染性疾病，早期检测对阻断传播、应对疫情以及资源有限地区的公共卫生至关重要。侧流层析试验（lateral flow assay, LFA）是一种操作简单、可一次性使用、成本较低的诊断装置，可用于检测血液和尿液中的生物标志物，并在新冠疫情期间受到广泛关注。本文首先系统梳理现有LFA的设计原则、基本结...
抗生素广泛用于临床、农业、畜牧业和水产养殖，但残留抗生素及其代谢物可能引发过敏反应、细菌耐药和癌症风险增加，已成为全球性环境与健康挑战。因此，发展高灵敏度、高特异性且适合现场监测的抗生素检测平台具有重要意义。量子点（QDs）因荧光寿命长、粒径可调、信号亮、发射光谱窄、激发光谱宽及表面易功能化等特性，被视为构建抗生素检测生物传感器的理...
生物传感技术是即时检测（POCT）的关键需求。为测量生物现象，常需确定分子电荷与质量、氧化还原电位和折射率等物理参数。在众多技术中，生物耦合栅场效应晶体管（Bio-FET）作为电位型生物传感器极具潜力，因为它能在微型器件中直接检测离子和生物分子电荷，实现无标记、实时电学读出。然而，若要扩大 Bio-FET 在生物传感中的应用，仍需重...
本文报道了一种基于电化学发光-共振能量转移（ECL-RET）的 microRNA-141（miRNA-141）生物传感器。以高比表面积二维 Ti3C2 Mxenes 纳米片负载 CdS:W 纳米晶（NCs）作为 ECL 信号发射体，Mxenes 可负载更多发射体并增强 ECL 强度。BiOCl 纳米片（NSs）在 250–700 n...
过渡金属二硫化物（TMDCs）因优异物理化学性质被广泛用于生物传感。生物传感器当前最大挑战是提高灵敏度与稳定性。多种材料可用于增强目标信号，其中TMDCs凭借金属/半导体电学特性、可调带隙、大比表面积等，在增强传感信号方面表现突出。本文综述TMDCs基生物传感器的不同功能化方法与研究进展。用于生物传感器制备的TMDCs修饰方法主要包...
本文通过银镜反应制备银@芘甲醛纳米囊泡（Ag@Pyc nanocapsules）作为电化学发光（ECL）发光体，构建用于检测人脱嘌呤/脱嘧啶内切酶1（APE1）活性的超灵敏 ECL 生物传感器。Pyc 纳米囊泡表面负载的银纳米颗粒（Ag NPs）作为共反应加速剂，可显著促进共反应物过二硫酸盐（S2O8^2−）生成大量硫酸根自由基阴离...
长期以来，人们希望实现生物化合物的连续、实时、在线监测。体内电化学生物传感器技术显著推动了生物化合物检测的发展。本文将现有体内电化学检测技术归纳为微透析（MD）和微电极（ME）两大类，并系统总结与讨论了电极表面寿命、抗污染能力、线性范围、同时检测与分析的实例数量、传感器组成与性能特征。文章还比较了微透析-薄层电化学流池、微透析-微流...
本文报道了一种基于合成双环肽的生物传感平台，用于检测人尿激酶型纤溶酶原激活酶（h-uPA）这一癌症相关生物标志物。研究比较了两种对 h-uPA 催化位点具有不同亲和力的双环肽 P1 和 P2 作为生物识别元件的性能。两种生物素化双环肽通过生物素—链霉亲和素作用定向固定于磁性微珠表面，随后与 h-uPA 结合，并依次加入抗 uPA 抗...
本文提出一种面向生物传感器应用的低功耗模拟存内处理器（PIM）卷积神经网络（CNN）片上实现。该 CNN 作为生物传感器中的片上器件，由 32×32 材料阵列构成；当样品滴加到生物传感器上时，不同疾病引起电流变化，模拟前端检测电流并经 ADC 数字化后作为 CNN 输入特征。系统采用 10T SRAM 模拟 PIM 执行乘累加（MA...
水质监测需要快速、灵敏地检测痕量多种危险污染物。本研究开发一种基于低成本光纤拉曼装置的新型生物传感器，并设计、建造和测试了自动测量系统，用于抗生素、重金属和除草剂三类有毒物质。拉曼光谱通过生物体的光谱指纹提供其对毒性剂代谢反应的多参数视图。谱图分析鉴定了大肠杆菌K12-MG1655模型菌株中最易受影响的宏量分子，从而确定微生物中的特...
基于表面等离子共振（SPR）的生物传感器可实现无标记、高灵敏度分析物检测，无需样品前处理。然而，SPR 在生物样品病毒检测中的应用仍有待拓展。氧化石墨烯（GO）具有良好生物相容性及丰富羟基、羧基，已用于蛋白质和金属离子传感。本研究探索 GO 修饰对 SPR 传感器灵敏度的影响，并构建 GO 修饰的傅里叶变换 SPR（FT-SPR）传...
肽类分子是生物传感器中极具潜力的识别元件。本研究以昆虫气味结合蛋白（odorant-binding proteins, OBPs）为模板，理性设计了一系列用于识别SARS-CoV-2相关挥发性有机化合物（VOCs）的短肽。研究选取乙醇、壬醛、苯甲醛、乙酸和丙酮作为新冠感染呼出气中的代表性VOC标志物，利用分子对接、结构预测和序列分析...
基于表面等离子体极化激元（SPPs）设计了一种高性能等离子体共振传感结构，由两条金属-绝缘体-金属（MIM）波导与一个横向梯形纳米腔（TLSNC）耦合构成。采用多模干涉耦合模理论（MICMT）分析其传输特性，并用有限元分析（FEA）进行模拟，同时考察不同结构参数对性能的影响。结果表明，该结构在传输光谱中呈现四个高品质共振峰，最高折射...
沙门氏菌病在全球长期存在，尽管已有多种诊断方法，仍需要简便有效的检测系统。本文报道了一种用于捕获抗原性沙门氏菌细胞的透析膜电极界面盘，其上固定特异性抗体。当特异性沙门氏菌抗原与小鼠抗沙门氏菌单克隆抗体、偶联辣根过氧化物酶（HRP）的兔抗小鼠二抗以及底物邻氨基苯酚发生反应时，产生响应信号输出电流。该电流通过由镉参比电极和玻璃碳工作电极...
本研究构建了一种用于亚硝酸盐检测的微生物光学生物传感器。以硅蛋白多肽R5为生物矿化模板，在体外仿生硅化过程中将Raoultella planticola全细胞及NAD(P)H辅因子包埋于仿生纳米二氧化硅基质中，形成稳健的生物硅固定化载体。随后将发色pH探针钌(II)(bipy)2(phenanthroline-benzoylthio...
新型生物传感器技术及其作为可穿戴设备的应用，为传统西方医学和个人健身追踪提供了移动性与灵活性。在生物传感器开发中，换能器是将生物事件产生的信号转换为可检测输出的核心元件。换能器的功能与设计，结合合适的生物识别元件和读出电子的微型化，在构建用于个人健康管理的可穿戴设备中起关键作用。疫情推动的数字健康转型，使面向即时检测（POC）和可穿...