Peptide nucleic acids: Advanced tools for biomedical applications.
肽核酸（PNA）是一类 DNA/RNA 类似物，其糖-磷酸骨架被 N-2-氨基乙基甘氨酸重复单元取代。由于 PNA 骨架不带电荷，杂交过程中不存在静电排斥，因此与互补寡核苷酸形成的双链具有显著稳定性，且对高离子强度介质不敏感。PNA 对化学和酶促降解高度稳定，可在细胞内保持完整。基于这些特性，PNA 已发展为反义和抗基因治疗工具，可...
Microcantilever array instrument based on optical fiber and performance analysis.
本文报道了一种基于光纤读出的微悬臂阵列生物传感器仪器，用于在流体环境中检测微悬臂阵列信号。八根光纤分别耦合单模二极管激光，光纤另一端嵌入硅片微加工的八个V形槽中，槽间距为250 µm，非球面透镜用于聚焦激光束。可编程逻辑控制器（PLC）控制激光顺序工作、温度控制和数据采集处理；每个激光配备温度控制器以保持输出稳定。为获得高信噪比偏转...
Neurometabolic and electrophysiological changes during cortical spreading depolarization: multimodal approach based on a lactate-glucose dual microbiosensor arrays.
皮层去极化（SD）是一种缓慢传播的神经元和胶质细胞强烈去极化波，与创伤性脑损伤、蛛网膜下腔出血、卒中、癫痫和偏头痛先兆等多种神经病理状态相关。本研究开发了一种多模态检测策略，整合代谢、电生理和血流动力学测量，基于新型乳酸-葡萄糖双微生物传感器阵列，用于以高时空分辨率同步监测脑内乳酸、葡萄糖波动及持续神经元活动。体外评价显示，该双传感...
Applicability of Metal Nanoparticles in the Detection and Monitoring of Hepatitis B Virus Infection.
慢性乙型肝炎病毒（HBV）感染可导致肝衰竭、肝硬化和肝细胞癌（HCC）。可靠地检测与监测HBV感染，对于识别需要治疗的患者、防止病毒传播以及保障血液安全至关重要。具有明确电学、光学和力学性质的纳米材料已被开发用于病毒抗原的检测与定量。本综述系统讨论了将纳米颗粒应用于HBV抗原检测所面临的挑战，以及如何实现此类纳米颗粒在生物分析中的潜...
Metamaterials and Metasurfaces for Sensor Applications.
电磁超材料（MMs）和超表面（MSs）是由亚波长间隔的超原子构成的人工介质与表面，用于异常调控光波特性。由于金属或介质超原子具有较大散射截面，它们不仅能在深亚波长体积内局域强电磁场，还可借助超紧凑装置对入射光信号进行分解与分析。通过探测分析物层与光学MMs或MSs之间显著增强相互作用所引起的共振光谱响应，折射率传感已成为光子学领域重...
Giant Magnetoresistive Biosensor Array for Detecting Magnetorelaxation.
本文提出一种时域磁弛豫（magnetorelaxometry, MRX）生物传感方案，利用巨磁阻（GMR）传感器测量脉冲磁场中超顺磁磁纳米粒子（MNPs）的快速弛豫响应。系统由 8×10 GMR 传感器阵列、亥姆霍兹线圈、电磁铁驱动器和基于积分器的模拟前端组成，用于捕捉 MNP 的快速弛豫动力学。定制电磁铁驱动器和亥姆霍兹线圈将磁场...
Biosensor of alkaline phosphatase based on non-fluorescent FRET of Eu
生物分子的磷酸化与去磷酸化是重要生理过程，碱性磷酸酶（ALP）活性异常与多种疾病相关，因此需要简单灵敏的ALP活性检测方法。为模拟生物条件，作者将水溶性磷酸化七肽Gly-Pro-Gly-Asn-p-Tyr-Gly-Ala（pGA）用胺化七甲氰染料（Cy）标记，得到低荧光标记肽Cy-pGA。合成的Cy-pGA与Eu3+掺杂氧化物Y0....
High sensitivity surface plasmon resonance biosensor for detection of microRNA and small molecule based on graphene oxide-gold nanoparticles composites.
本文报道了一种基于双层氧化石墨烯-金纳米颗粒（GO-AuNPs）复合材料的通用型高灵敏表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于检测微小RNA（miRNA）和小分子腺苷。底层GO-AuNPs作为功能化基底修饰在传感芯片上，提供高比表面积，便于捕获DNA固定；上层GO-AuNPs作为信号放大元件。通过双层GO-AuNPs实现双重放大，使...
Biosensors based on β-galactosidase enzyme: Recent advances and perspectives.
本文综述了基于β-半乳糖苷酶（β-galactosidase, β-gal）的生物传感器研究进展与应用前景。β-gal可水解乳糖等含D-半乳糖基底物，因而在乳品加工、乳糖不耐受诊断、临床与食品分析中具有重要价值。作者系统比较了吸附、物理包埋、共价固定、包封、固相法、纳米结构固定以及层层自组装和Langmuir-Blodgett膜等固...
Biofouling Removal and Protein Detection Using a Hypersonic Resonator.
非特异性结合（NSB）是表面型生物传感器的普遍问题，现有方法或增加背景信号或局限于特定换能器界面。本文开发了一种基于微加工超声谐振器的流体动力学方法，利用2.5 GHz谐振频率在液体中产生多个受控微涡旋，进而在固液界面形成清洁力，以选择性去除NSB蛋白。通过有限元方法（FEM）模拟了涡旋诱导的拖曳力、升力与蛋白表面粘附力（范德华力等...
Tunable fluorescence quenching near the graphene-aqueous interface.
随着石墨烯基生物分子传感器受到关注，我们研究了离子强度对吸附在二氧化硅支持的原生CVD石墨烯上蛋白质荧光素标记稳态发射的影响。以荧光素标记纤维蛋白原为模型体系，发现吸附态FITC-纤维蛋白原的发射强度对盐浓度高度敏感，而溶液中的FITC-纤维蛋白原无此行为。结果表明，该体系中荧光素“猝灭”源于其pH敏感性：盐浓度改变使近表面荧光素经...
Sensitive and Quantitative Detection of Anti-Poly(ethylene glycol) (PEG) Antibodies by Methoxy-PEG-Coated Surface Plasmon Resonance Sensors.
聚乙二醇(PEG)广泛用于药物PEG化，但抗PEG抗体可加速药物清除、降低疗效并诱发过敏或输注反应，因此临床亟需快速、敏感、可定量的检测方法。现有血清学、流式细胞术、Western blot和ELISA等步骤繁琐、耗时，且多为半定量，结果受操作和试剂影响。本文报道一种基于表面等离子共振(SPR)的无标记生物传感器方法，用于检测抗PE...
Bilirubin enzyme biosensor: potentiality and recent advances towards clinical bioanalysis.
胆红素检测在医疗中具有重要作用，人血清中胆红素浓度过高可危及生命，必须准确测定。临床上，胆红素水平对评估黄疸、肝炎、精神障碍、脑瘫及脑损伤等患者，尤其是新生儿，至关重要。传统胆红素检测方法存在样品前处理繁琐、耗时长、特异性不足、成本高且难以实现现场实时监测等缺点，因此需要更优越的分析工具。基于胆红素氧化酶（BOx）的传感器已被用于胆...
Enabling tools for high-throughput detection of metabolites: Metabolic engineering and directed evolution applications.
在菌株工程的“设计—构建—测试”循环中，快速产物检测与筛选策略仍是关键瓶颈，并限制整体通量。本文系统总结了多种将目标化学物浓度转换为易于测量的吸光度、发光和荧光信号的高通量检测模式。具体涵盖蛋白基生物传感器（包括转录因子、荧光蛋白和G蛋白偶联受体）、核酸基生物传感器（RNA核糖开关、RNA菠菜和DNA适配体）、偶联酶反应、生物正交化...
Mechanistic Challenges and Advantages of Biosensor Miniaturization into the Nanoscale.
过去数十年，开发兼具高灵敏度、高特异性、快速样本到结果、便携、低成本和易用性的生物传感系统备受关注。将生物传感器尺寸微型化至纳米尺度，被认为是满足即时医疗（point-of-care）和可穿戴生物传感器功能需求的重要策略。然而，降低生物传感元件的关键尺寸会同时影响生物传感器最重要的两项性能指标：检出限（limit-of-detect...
Cyclewise Operation of Printed MoS
基于MoS2等层状半导体场效应晶体管（FET）的生物传感器具有超灵敏检测潜力，但电子结构与液体分析物兼容性差，难以实现快速、低噪声、高特异性的飞摩尔级生物分子定量。本文提出一种周期式操作MoS2晶体管生物传感器的方法，通过微流控系统按时间顺序输送试剂液体，使传感器周期性经历孵育、冲洗、干燥和电学测量四个阶段。重复多个孵育-冲洗-干燥...
Correction to Insulin Promoter-Driven Gaussia Luciferase-Based Insulin Secretion Biosensor Assay for Discovery of β-Cell Glucose-Sensing Pathways.
本文是对《ACS Sensors》2016年论文《胰岛素启动子驱动的海肾荧光素酶胰岛素分泌生物传感器检测用于发现β细胞葡萄糖感知通路》的更正。原文致谢部分遗漏了Welch Foundation的资助信息，现予以补充。更正说明指出，Welch Foundation资助了该项目的部分工作，资助编号分别为I1689（J.B.M.）和I12...
Detection principles of biological and chemical FET sensors.
本文综述了场效应晶体管（FET）生物与化学传感器的检测原理。针对即时检测对离子和分子检测在灵敏度、特异性和稳健性方面的需求，电子检测有望实现微型化、原位检测，并可与现有电子制造工艺集成，适合多路复用和并行检测。文章首先介绍所有电位型传感器共同遵循的基本检测原理，即传感界面电荷变化引起界面电位偏移，并通过栅极场效应调制晶体管电流；随后...
Validation of a membrane touch biosensor for the qualitative detection of IgG class antibodies to herpes simplex virus type 2.
本文评估了一种新型生物传感器用于循环抗单纯疱疹病毒2型（HSV-2）抗体的定性检测。该装置利用高活性 HSV-2 型特异性 gG2 抗原捕获抗体，并使用商品化 ELISA 试剂。研究比较了原型 HSV-2 生物芯片与临床常规体外检测的诊断性能。60 份已用 DiaSorin LIAISON® HSV-2 化学发光免疫分析表征血清状态...
Carbon Nanotube Matrix for Highly Sensitive Biosensors To Detect Pancreatic Cancer Biomarker CA19-9.
利用纳米材料构建的生物传感器有望为早期癌症诊断提供比传统设备更快、更廉价且更高效的替代方案。本研究在交指金电极上，以层层自组装方式将聚乙烯亚胺（PEI）与碳纳米管（CNT）结合，形成薄膜传感单元，并通过 N-羟基丁二酰亚胺（NHS）和 1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺（EDC）溶液作为支持层，将抗 CA19-9 抗体吸附...