本文提出一种组合量热气体与孢子基生物传感器阵列，用于在线监测和无菌灌装设备中气态过氧化氢灭菌效果评估。量热传感器由两个铂蛇形电阻温度检测器组成，一个用惰性聚合物钝化作参考，另一个沉积MnO2催化H2O2分解，产生放热温升，温差与H2O2浓度定量相关，可在工业条件下2 s内测量0–7.6% v/v气态H2O2。孢子传感器采用叉指电极，...
植物病原菌每年可造成全球作物产量下降高达40%，带来巨大经济损失和化学防治带来的环境风险，因此对致病病原菌进行早期诊断和定量检测对及时防控至关重要。灰葡萄孢和蚕豆灰葡萄孢引起的灰霉病可严重危害温带谷物豆类作物。目前已开发多种免疫学和分子探针诊断方法，但其在种属特异性、敏感性和田间实用性方面存在差异。为显著提高诊断速度、准确性和灵敏度...
炭疽杆菌是引起炭疽的有害病原体，并可能作为生物武器，因此需要快速、灵敏的检测方法。本研究构建了一种基于多壁碳纳米管（MWCNTs）的荧光适配体传感器，用于检测炭疽杆菌重组保护性抗原结构域4（rPAD4）。首先在大肠杆菌中重组表达 PAD4，并通过 Ni-NTA 亲和层析纯化；酶联适配体实验（ELAA）证实 ssDNA 适配体与 rP...
细胞来源外泌体及其表面锚定蛋白在细胞间通讯、免疫刺激中至关重要，是潜在肿瘤生物标志物，但高灵敏检测仍具挑战。本文结合g-C3N4共价连接聚多巴胺包覆Galinstan液态金属核壳纳米杂化探针（g-C3N4@Galinstan-PDA）与多价PAMAM-AuNPs电极界面，构建电化学发光（ECL）生物传感器，高灵敏检测外泌体及其表面蛋...
卵巢癌早期常局限于卵巢，随后扩散至盆腔、子宫及腹膜区域，因此早期诊断对治疗成功至关重要。鳞状细胞癌抗原（SCC-Ag）是卵巢癌等妇科肿瘤中升高较明显的生物标志物，其水平升高可用于辅助识别卵巢癌。碳材料因热、电和物理性质优异，具有生物传感应用潜力；多壁碳纳米管（MWCNTs）可作为碳基传感材料用于检测 SCC-Ag。本研究将抗 SCC...
为替代分子生物学和免疫学方法，生物传感器被用于细菌的快速灵敏检测。噬菌体因对宿主菌高度特异、成本低、稳定性好，成为抗体替代识别元件。本文报道一种结合暗场光散射成像与等离子体生物传感系统的病原菌快速高选择性检测方法。该系统以金黄色葡萄球菌噬菌体 S13′ 为生物识别元件，以金纳米颗粒自组装于二氧化硅纳米球表面形成的 SiO2@AuNP...
噬菌体是一类感染细菌的病毒，因其生物学特性明确且具备多种优势，在生物技术中发挥重要作用。噬菌体展示是指将外源肽或蛋白与噬菌体外壳蛋白融合并表达于噬菌体颗粒表面。2018年，George P. Smith和Gregory P. Winter因“肽和抗体的噬菌体展示”共同获得诺贝尔化学奖的一半。自1985年首次报道以来，该技术已显著发展...
汞是全球主要水污染物之一。本研究基于携带 merR 基因的遗传修饰质粒，分别构建了以荧光素酶（LucFF）和翡翠绿色荧光蛋白（EmGFP）为报告基因的全细胞与无细胞生物传感器，用于检测水样中的汞。两种构建体在大肠杆菌和无细胞体系中均达到 1 ppb 汞的检出限。研究发现，高浓度汞对细菌具有细胞毒性，导致全细胞传感器在高汞浓度下出现异...
表面等离子共振（SPR）光学传感技术源于金属基底上表面等离子体激元的激发研究，并因其在物理、化学、材料科学和生物学中的广泛应用而受到关注。在众多应用中，SPR 用于生物传感器开发最为突出。本综述简要回顾了 SPR 作为新临床诊断方法工具的基本原理与近期应用，重点以被忽视热带疾病领域，尤其是内脏利什曼病（VL）为例，说明 SPR 生物...
本文首次报道两种基于电化学阻抗谱（EIS）的生物传感器，用于高灵敏定量基质金属蛋白酶-14（MMP-14）。传感器利用 MMP-14 血蓝蛋白样结构域（PEX-14）与其抑制肽之间的特异性结合：抑制同源二聚的肽 IVSC 或抑制异源二聚的肽 ISC 经巯基化后自组装于金电极表面，并用 6-巯基-1-己醇（MCH）封闭。IVSC 修饰...
阿尔茨海默病（AD）是一种进行性神经退行性疾病，其脑内常见病理改变为淀粉样蛋白β（Aβ）聚集体形成斑块。现有结构成像设备昂贵且依赖临床专业人员，难以在低资源场景实现及时诊断。本文设计了一种有机电化学晶体管（OECT）生物传感器，用于体外检测人血清中的 Aβ 聚集体。该器件将 OECT 通道与纳米结构等孔膜集成，膜表面具有对 Aβ 聚...
生物传感器-表面等离子共振（biosensor-SPR）技术已成为研究核酸相互作用的一种成熟定量方法，可在实时、无标记条件下监测相互作用组分，无需外部探针。该方法能够对小分子与 G-四链体 DNA 的相互作用进行平衡和动力学表征，所需材料量少，并可同时获得结合常数、化学计量、结合速率等参数。本文系统介绍了基于 biosensor-S...
透明质酸酶（HAase）是潜在癌症标志物，开发简单而灵敏的检测方法具有重要意义。本文设计了一种耦合控释系统的新型 HAase 检测体系，无需复杂分析仪器和熟练技术人员。将可催化 H2O2 分解为 O2 和 H2O 的 Pt@SiO2 纳米颗粒（NPs）嵌入由聚乙烯亚胺（PEI）和透明质酸（HA）构建的水凝胶中。当存在 HAase 时...
在重组宿主中组装和优化植物天然产物合成途径时，鉴定可获得最佳生产滴度的基因直系同源物是常见挑战。本文报道了在酿酒酵母中模块化组装柚皮素合成途径，并利用优化的柚皮素诱导型原核转录激活因子作为生物传感器进行高通量筛选。作者通过 Golden Gate 组合克隆将柚皮素合成基因与不同强度启动子组合，构建了覆盖约972种组合的酿酒酵母菌株库...
结核病（TB）是由结核分枝杆菌（MTB）引起的严重传染性疾病，是全球第九大致死疾病，也是单一感染因子导致的死亡首位原因。本文提出一种基于巨磁阻（GMR）的新型磁生物传感技术，用于现场检测结核分枝杆菌特异性分泌蛋白ESAT-6。该便携式高灵敏度诊断工具可快速获得结果，检出限达到pg/mL量级，有望成为结核诊断的突破。研究采用锚定重复蛋...
缺血性白质损伤在年龄相关认知下降、血管性痴呆和阿尔茨海默病中日益受到重视，但缺血性轴突损伤对皮层神经元的影响仍不清楚。作者采用小鼠亚皮层白质缺血损伤模型，结合逆行神经示踪、磁激活细胞分选与流式细胞分选，捕获第5层皮层神经元并进行 RNA 测序。结果显示，卒中损伤的深层皮层神经元显著上调微管亲和性调控激酶 Mark4。卒中诱导的 Ma...
本文报道了一种用于检测乳腺癌生物标志物 microRNA 的电化学发光（ECL）生物传感器。该传感器以磁性玻璃碳电极为基底，利用发夹 DNA 探针捕获目标 microRNA，并通过 Klenow 片段 DNA 聚合酶、引物 DNA 和 dNTPs 实现目标循环再生与链置换聚合，从而放大检测信号。信号标记采用 CdTe 量子点（QDs...
线粒体中超过一千种蛋白大多由核基因编码，需从胞质导入。由于缺乏在活细胞中评估该过程的工具，胞质事件如何调控线粒体蛋白导入仍不清楚。作者构建了一种可诱导、基于生物发光定量读出的分子生物传感器，用于监测主要的前序列介导线粒体蛋白导入通路。该探针由可切除的线粒体靶向信号、RGFP、RLuc及条件性不稳定域组成，只有在线粒体基质中切除靶向信...
微型机电系统是一类可提供合适灵敏度的生物微机电系统。本文提出一种热-电-机械模型，用于在微尺度检测生物颗粒。该模型通过分析拉入不稳定参数和频率偏移实现识别，控制方程由扩展哈密顿原理推导，并纳入表面层能量、电场边缘修正和材料属性等系统参数的耦合效应。随后，作者用多个案例的实验、解析和数值数据验证了模型及结果的准确性。参数研究表明，生物...
连续监测眼压（IOP）以改善青光眼诊断和治疗，过去60年一直是挑战，因为青光眼是全球第二大致不可逆失明原因。多种基于不同测量原理的装置以及近期采用半导体材料开发的生物传感器展现出令人振奋的特性。然而，由于技术问题，这些连续眼压监测装置尚未完全进入临床实践。本综述总结用于眼压监测的最新生物传感器，解释其基本功能与应用、主要技术（压力换...