军团菌病在全球范围内危害严重，主要源于人工水系统中不可预测的暴发。开发一种高特异性、高灵敏度的快速检测系统，以仅检测代谢活性细菌，是水质评估的主要优先事项。我们此前开发了一种用于灵敏、特异检测合成RNA的通用技术。本工作进一步评估了该生物传感器在复杂环境样品（尤其含原生动物样品）中检测嗜肺军团菌（Legionella pneumop...
本文报道了一种基于谷胱甘肽包覆CdTe量子点（GSH-CdTe QDs）聚集的无标记荧光生物传感器，用于痕量鱼精蛋白（protamine）检测。鱼精蛋白是一种低分子量、高阳离子性肽，临床上用作肝素过量解毒剂，其血浆浓度检测具有重要意义。在pH 11.0的通用缓冲液中，GSH-CdTe QDs表面带负电并保持稳定分散；加入鱼精蛋白后，...
本研究开发了一种新型双酚A（BPA，4,4'-isopropylidenediphenol）传感器，采用由层层自组装还原氧化石墨烯（rGO）电极和特异性识别BPA的设计探针构成的电化学平台。BPA检测探针为重组蛋白LacI-BPA，通过将二硫键约束的高亲和力BPA结合肽CKSLENSYC融合至Lac阻遏蛋白LacI的C端构建。表达纯...
生物传感器旨在为临床提供快速、定量的诊断信息，减少集中实验室检测。葡萄糖监测是技术满足临床需求的典型，但其他生物传感器常规应用仍少。本文综述将生物传感技术与体液采样策略整合的挑战与机遇，重点讨论即时检测场景。文章比较血液、唾液、尿液、脑脊液、泪液、呼气、汗液和皮肤间质液的采样方式、pH、蛋白含量、黏度及蛋白组差异，指出前分析变异、非...
生物传感器开发中的关键问题之一是生物识别元件向基底表面的吸附。作为固定化过程的第一步，吸附影响大多数固定化路线，因此受到广泛关注，以最大化生物传感器的整体活性。纳米材料，尤其是纳米粒子和纳米结构薄膜，具有可精细调控的优势性质，可增强与特定蛋白质的相互作用，从而提高活性、减少结构变化并强化催化步骤。在生物传感器领域，蛋白质–纳米材料相...
全细胞系统性指数富集配体进化（whole-cell SELEX）用于筛选特异性结合目标细胞的适配体。为鉴定金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）特异性DNA适配体，本研究将快速全细胞SELEX应用于单链DNA文库，并通过结合流式细胞分选（FACS）与反向SELEX，设计、筛选并发展了两类适...
光学天线在物理光学中的概念仍在发展。与射频(RF)波段使用的天线类似，光学天线的目标是将自由传播的辐射能量局域化，反之亦然。为此，光学天线利用金属纳米结构在光学波段的独特性质，即强等离子体耦合元件。光学天线概念正在技术推进，预计可替代毫米波、红外和可见波段的检测器件。目前，其在光检测中的潜在优势，包括偏振依赖性、可调谐性和快速响应时...
基于微流控和微机电系统的生物传感器在临床诊断、个性化医疗、全球健康、药物发现、食品安全和法医检测中的应用价值已获广泛认可。随着医疗成本上升，通过即时检测（POCT）远程监测患者健康状况的需求增加；对生物战剂检测生物传感器的需求也不断提高，研究重点在于开发小型便携设备，实现快速、准确、现场检测。过去十年，由于出现抗药性病原、人员流动增...
本研究开发了一种新型且灵敏的分子印迹表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于红曲米中橘霉素（citrinin, CIT）的选择性测定。首先，采用烯丙基硫醇（allyl mercaptane）修饰 SPR 芯片的金表面，以提供稳定的表面锚定位点；随后，在修饰后的金表面通过旋涂和紫外引发聚合生成橘霉素印迹聚（2-羟乙基甲基丙烯酸酯–甲基...
血管生成在肿瘤生长与转移中起关键作用，血管生成素-2（Ang2）因在调节血管生成中的独特作用而受到关注。本研究提出一种计算模拟方法，用于筛选对Ang2具有高结合能力的RNA适配体。作者基于文献中通过系统进化指数富集（SELEX）获得的Ang2适配体序列，利用Discovery Studio 3.5中的ZDOCK和ZRANK算法进行适...
肾功能对机体稳态至关重要，肾脏负责清除代谢废物并维持水电解质平衡与血压。早期发现肾功能异常并启动治疗对生存至关重要，但常用肾功能指标敏感性和特异性不足。胱抑素C（cystatin C, cysC）是半胱氨酸蛋白酶抑制剂，主要由有核细胞产生，分子量低且等电点较高，可自由通过肾小球滤过；其血清浓度不受性别、年龄和肌肉量等常见混杂因素影响...
本文报道了氧化石墨烯（GO）在玻璃碳电极（GCE）表面对三(2,2'-联吡啶)二价钌（Ru(bpy)3^2+）/三正丙胺（TPrA）电化学发光（ECL）体系的高效且稳定猝灭作用。为阐明猝灭机制，作者系统研究了GO、不同还原程度的还原氧化石墨烯（RGOs）以及聚合物包裹GO修饰GCE的电化学和ECL性能。结果表明，GO表面的含氧基团、...
本文研究消除纳米线与纳米带生物传感器中寄生电阻影响的传感器设计方法。针对高表面体积比纳米带场效应生物传感器在液体环境中因钝化区和接触电阻形成寄生电阻、导致短通道灵敏度下降的问题，作者采用多晶硅纳米带生物传感器进行pH测量，证明传感窗口长度缩短会使灵敏度降低。当pH从9变化到3时，传感窗口长度从51 μm减至11 μm，归一化电导变化...
薄膜体声波谐振器（FBAR）因灵敏度高、体积小而被评估用于生物传感器。本研究制备了一种基于剪切模FBAR器件的新型人免疫球蛋白E（IgE）生物传感器，采用c轴23°倾斜氮化铝（AlN）薄膜作为压电层。通过非轴射频磁控溅射沉积AlN薄膜，工艺参数为工作气压5 mTorr、衬底温度300°C、溅射功率250 W、非轴与轴距离50 mm。...
本文提出一种新型隧道磁阻（TMR）扫描显微镜，可定量成像微米尺度磁性元件的三维磁杂散场。系统采用 Anderson loop 测量电路进行阻抗匹配，能够检测低至 0.006%/Oe 的磁阻变化。通过三维光栅扫描固定式 TMR 传感器，对磁性条形码进行扫描，并显示传感器阻抗的实部、幅值和相位，从而表征复杂磁畴结构。该装置采用模块化设计...
本研究成功开发了一种用于海洋条件下快速评估可同化有机碳（AOC）的微生物燃料电池（MFC）生物传感器。该传感器以海洋沉积物中的微生物为接种源，在36天内完成海洋MFC生物膜建立。将其作为AOC生物传感器测试后，对设定乙酸浓度能够产生可重复的微生物电学信号。研究考察了电子受体电极（阳极）电位对传感器灵敏度的影响，发现阳极电位变化与峰值...
金黄色葡萄球菌等葡萄球菌属中耐甲氧西林株的流行是医院、社区和动物中的重大健康问题，亟需快速、高灵敏且高特异性的无培养诊断方法。为此，作者将离子自组装多层膜（ISAM）通过交替浸入盐酸聚烯丙胺（PAH）和PCBS沉积在长周期光栅（LPG）光纤表面，使膜表面呈现末端羧基。随后将末端羧基与特异性识别耐甲氧西林葡萄球菌青霉素结合蛋白2a（P...
本文提出一种新型电化学发光（ECL）生物传感器用于检测β-内酰胺酶。作者将Ru(phen)2(cpaphen)2+与氨苄西林（Amp）连接形成Ru-Amp复合物，使其既作为β-内酰胺酶的特异性识别元件，又作为ECL发光试剂。通过静电吸附和分子间π-π作用，将大量Ru-Amp负载到由3-巯基苯丙酸（TA）还原制备的金纳米粒子（TA@A...
急性心肌梗死（MI）因冠状动脉血流减少导致心肌坏死，是全球主要致死和致残原因。世界卫生组织数据显示，心血管疾病每年造成约30%的全球死亡，预计到2030年每年死亡人数将超过2300万。心肌肌钙蛋白I（cTnI）和心肌肌钙蛋白T（cTnT）因心脏特异性高，被公认为心肌损伤诊断的“金标准”。本文综述了用于检测cTnI和cTnT的主要诊断...
赭曲霉毒素A（OTA）的检测对食品安全控制具有重要意义。本研究开发了一种信号增强型电化学发光（ECL）生物传感器，将超支化滚环扩增（HRCA）的高效放大与适配体的高选择性相结合，用于OTA检测。首先，巯基化捕获探针DNA（CDNA）通过Au–S相互作用固定于金电极表面；随后，OTA适配体通过与CDNA杂交修饰在电极表面。由于OTA与...