自新冠疫情暴发以来，全球研究团队开发了多种诊断检测平台，其中光学与等离子体生物传感器具有应用前景。局域表面等离子体共振因场强高度集中可提供高灵敏度器件。利用光子晶体光纤激发局域表面等离子体模式是场基应用的有利途径，而光子准晶体相比常规光子晶体具有更高对称性、更各向同性的布里渊区以及更易实现光子带隙。本文利用光子准晶体光纤设计了一种表...
场效应晶体管（FET）生物传感器基于金属氧化物场效应晶体管，通过生物分子反应诱导的表面电荷变化实现门控。多数FET生物传感器在反应后难以重复使用，因此开发结构简单、成本低且可重复使用的生物传感器具有重要意义。然而，传统心肌肌钙蛋白I（cTnI）检测方法因灵敏度低、操作时间长和成本高而难以满足需求。本研究开发了一种基于扩展栅场效应晶体...
本研究报道了一种晶圆级、无化学试剂的铜镍（Cu–Ni）异原子薄膜制备方法，采用射频磁控溅射技术同时溅射铜和镍靶材，用于非酶葡萄糖传感。所制备的晶圆级 Cu–Ni 薄膜对葡萄糖氧化具有优异的电催化活性，在 0.01 mM 至 20 mM 范围内检出限为 1.86 μM。与铜和镍电极相比，Cu–Ni 薄膜的葡萄糖氧化活性分别提高 1.3...
本研究针对SARS-CoV-2主蛋白酶（Mpro/3CLpro）这一抗病毒药物靶点，开发了一种可在活细胞内监测其蛋白水解活性的转基因编码生物传感器。作者将小鼠前体白细胞介素-1β（pro-IL-1β）与缺乏分泌信号的Gaussia荧光素酶（i-GLuc）融合构建阴性对照，并在i-GLuc不同位置插入Mpro经典切割位点AVLQ↓SG...
为遏制新冠疫情，研究者竞相开发严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）检测平台。场效应晶体管（FET）因高灵敏度和快速检测能力而具有潜力。本文研究了一种基于石墨烯的FET生物传感器，其换能器为硼氮共掺杂氧化石墨烯凝胶（BN-GO gel），表面功能化核衣壳蛋白抗体，用于在缓冲液中检测SARS-CoV-2核衣壳（N）蛋白。...
早期检测对预防健康问题至关重要，生物传感器和化学传感器可提供高选择性、高灵敏度、低检出限和快速检测，但许多光学传感方法仍依赖笨重的台式荧光仪或紫外-可见分光光度计。本文报道一种可同时测量荧光发射和光吸收的便携式装置，用于光学生物传感器或化学传感器的现场检测。该装置采用450 nm激光二极管作为光源，通过平凸透镜聚焦进入PMMA半微量...
量子点（QDs）具有优异的光电性质，可广泛应用于医学领域。癌症发病率上升且已成为全球主要死因，因此亟需新的细胞内癌症诊断与监测方法，以实现早期预后并提高治疗效果。人体多种分子可作为癌症标志物，近年研究表明微小RNA（miRNA）在细胞周期生理过程中发挥关键作用，并在癌细胞中异常高表达，因此miRNA分析传感对癌症治疗监测和疾病进展评...
本研究开发了一种基于MnS:CdS@ZnS核壳量子点（QDs）作为高效电致发光（ECL）发光体的新型ECL生物传感器，用于超灵敏检测microRNA let-7a（miRNA let-7a）。与离子掺杂制备的CdS:Mn@ZnS QDs（ECL效率0.87%）相比，通过双金属簇Cd2Mn2O4掺杂合成的MnS:CdS@ZnS QDs...
近年来，模拟酶因稳定性高、制备简便和成本低而成为研究热点。本文通过简单水热法合成具有过氧化物酶样活性的Co3O4纳米片。结果表明，在Co3O4纳米片作用下，3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）可被H2O2氧化为蓝色产物oxTMB，在650 nm处有强吸收，从而建立了简单灵敏的H2O2比色检测方法，线性范围为2–200 μM，检...
早期诊断和治疗对人类健康至关重要，生物标志物检测可提供实时、准确的生物学信息。目前多数生物标志物检测依赖本地专用实验室中的大型自动化分析仪，导致等待时间延长和成本增加。更小、更快、更廉价的设备有望替代耗时的实验室分析，实现即时检测。创新生物传感器策略可在去中心化环境中可靠检测生物标志物。早期诊断COVID-19患者对及时实施隔离和治...
本研究合成了一种具有强电化学发光（ECL）性能的芘基多孔有机聚合物（Py-POP），并将其用于构建超灵敏检测 microRNA-155 的 ECL 生物传感器。Py-POP 由四(对氨基苯基)甲烷（TAPM）与 1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘（TFPPy）缩聚而成。与 TFPPy 聚集体相比，Py-POP 的 ECL 强度约...
水溶性共轭聚合物（WS-CPs）因高摩尔吸光系数、能量转移效率、荧光量子产率和光稳定性，已广泛用于体外光学传感和体内光治疗。为使其与蛋白质、核酸、抗体、细胞及细胞内组分等生物靶标发生特异性相互作用，需将糖、肽、核酸、生物素、蛋白质及其他生物识别元件共价连接到聚合物骨架或侧链上。本文系统综述了用于 WS-CP 生物功能化的主要合成化学...
肌球蛋白和驱动蛋白是存在于活细胞中的生物分子马达，通过推动相关细胞骨架丝参与细胞内力产生与物质运输。提取后，这些马达因高运行效率和纳米尺度尺寸，成为生物传感器等体外应用的候选元件。然而，在器件集成过程中，部分马达会因与基底表面不利吸附而失活；这些缺陷马达不能水解 ATP，仅结合细胞骨架丝，从而对分子穿梭的运动形成阻抗。由于实验中难以...
海洋覆盖地球约三分之二，具有高度生物异质性。藻类、脊椎动物、无脊椎动物和微生物等海洋生物可提供多种具有生物活性的天然产物，也是治疗、生物医学、生物传感器和气候稳定等领域潜在生物材料来源。近年来，生物传感器因能够早期诊断疾病、快速检测多种分子与物质并实现长期监测而受到广泛关注。本综述聚焦海洋来源生物大分子材料（碳水化合物聚合物、蛋白质...
为应对2019冠状病毒病（COVID-19）的快速传播，亟需高效、快速的检测装置。本文针对一种利用交流电致热（ACET）效应的微流控生物传感器，对SARS-CoV-2刺突蛋白（S protein）与固定抗体结合反应的动力学进行了二维有限元模拟。ACET效应通过非均匀焦耳热产生温度梯度，进而形成介电常数和电导率梯度，驱动微通道内产生涡...
无标记直接光学生物传感器（如表面等离子共振，SPR）已成为中心实验室生化分析的金标准。基于光子集成电路（PIC）的生物传感器采用相同的物理传感机制，即倏逝场传感，有望在医疗尤其是即时诊断中发挥重要作用，但需克服从研究实验室向工业应用转化的挑战。当前研究正处于关键节点，为健康与环境领域的现场分析带来机遇。本文简要介绍 SPR 与 PI...
基于过渡金属二硫化物（TMDC）的场效应晶体管（FET）因高灵敏度和适中带隙而作为生物传感器受到重视，但其性能高度依赖 TMDC 材料质量及表面受体取向。受体无序取向以及功能化时跨越德拜屏蔽长度造成的屏蔽问题是该领域重大挑战。为解决这些问题，作者将高质量单层二硒化钨（WSe2）与设计的芘基受体结构单元结合，实现其在 WSe2 FET...
超材料生物传感器已被广泛用于细胞类型识别和肿瘤生物标志物浓度检测，但原位、非破坏性测量在肿瘤进展和转移中起关键作用的细胞迁移的方法仍十分迫切。为此，本文提出一种基于聚对二甲苯C（parylene C）基底的可柔性太赫兹超材料生物传感器，用于乳腺癌细胞生长与迁移的无标记、非破坏性检测。当乳腺癌细胞MDA-MB-231在超材料生物传感器...
III型味觉细胞是味蕾中唯一表达电压门控（VG）Ca2+ 通道并依赖 Ca2+ 内流驱动胞吐释放神经递质（尤其是 5-羟色胺）的细胞。由于味蕾细胞排列紧密，胞外 Ca2+ 可能因味觉细胞电活动而显著波动，因此 VG Ca2+ 内流驱动的突触传递在胞外 Ca2+ 不稳定时是否可靠尚不清楚。本研究在 0.5–5 mM 不同浴液 Ca2+...
人乳头瘤病毒（HPV）传播与口腔癌和口咽癌发生密切相关，临床研究者可能需要为酶联免疫吸附试验（ELISA）分析定制抗体，以发现稀有但具有重要价值的生物标志物。本研究旨在开发并建立一种基于生物传感器的免疫分析方法，通过唾液冲洗液分析早期筛查HPV相关口腔癌。作者设计并合成了高危HPV 16/18型E6蛋白的肽片段（HP-1，蛋白序列4...