以阳极为传感元件的微生物燃料电池（MFC）生物传感器在有机物浓度低或显著波动时往往不稳定。为克服该限制，本文提出毛细作用辅助的碳源递送系统，用于在碳匮乏环境（如饮用水）中维持阳极传感MFC的稳定运行。研究比较了聚酯、棉、丝和尼龙线在不同储液构型下被动输送40 g/L醋酸钠溶液的性能，确定丝线横向储液构型最适合稳定、可控地递送碳源。将...
癌症是近几十年来最严重的疾病之一，早期诊断对及时治疗和延长生存至关重要。检测因癌症而升高的肿瘤标志物是最直接的方法之一。癌胚抗原（CEA）是结直肠癌最重要的肿瘤标志物之一，也被认为与乳腺癌、胃癌、卵巢癌、胰腺癌和肺癌等相关。传统 CEA 检测多依赖免疫分析，如 ELISA，但操作复杂、成本高且耗时长。因此，研究者发展了多种生物传感器...
随着智能传感普及和现代医学技术发展，智能医疗传感技术应运而生。该技术融合物理、数学、材料等基础学科，以及半导体、集成电路和人工智能等现代技术，是医学领域最具前景的方向之一。其核心是在考虑人体工程学和传感器功耗的前提下，使现有医疗传感器智能化、便携化和可穿戴化，以适应云医疗、个性化医学和健康监测趋势。测量与控制系统自动化、智能化要求传...
合成生物学正在改变人们对生物系统的认知，其新兴技术影响科学与工程多个学科。传统合成生物学主要面向利用可再生资源生产化学品的低成本微生物细胞工厂，从而通过降低石油依赖间接保护环境。如今，合成生物学开始更直接地参与环境保护。工业和农业释放的有毒化学物质破坏生态平衡并导致生物多样性丧失。本综述重点介绍可用于环境保护的合成生物学方法，尤其是...
本文检测了哈萨克斯坦东部5个区奶牛乳中有害异生物质（重金属和农药）的含量，并评估其累积特性。分析未检出有机氯农药六氯环己烷（HCCH）和滴滴涕（DDT）。乳样中汞和砷含量未超过最大允许浓度（分别为0.005和0.05 mg/kg）；镉在Shemonaikha和Katon-Karagai区超过0.03 mg/kg；铅和锌在所有5个区分...
脑源性神经营养因子（BDNF）和神经丝轻链（NfL）是多种神经系统疾病发生发展中的关键生物标志物，与多发性硬化、阿尔茨海默病和帕金森病等密切相关。在这些临床状态下，相关生物标志物的生化过程具有显著异质性，因此稳健的生物标志物发现对神经系统疾病的筛查、早期诊断和疗效监测至关重要。直接识别中枢神经系统内的生化过程存在困难，近年来已在血液...
呼吸道感染无论慢性或急性，均常见于儿童和成人，并给医疗系统带来经济负担。对免疫受损患者而言，呼吸道感染可引发急性低氧性呼吸衰竭，是入住重症监护病房的重要原因。呼吸道感染多由细菌、病毒、寄生虫、吸烟或空气污染引起。过去二十年间，呼吸道感染的识别与诊断技术取得显著进展，多种生物传感技术被开发用于在疾病早期识别感染。近年来，纳米材料被有效...
抗菌药物耐药（AMR）日益严重，快速检测对脓毒症等紧急救治至关重要。当前表型抗生素敏感性测试（AST）金标准需1天以上，基因型方法虽可在数小时内检测耐药基因，但依赖特定探针或基因知识，且不能提供表型信息。为此，作者开发了一种基于磁耦合LC传感器概念的新型无标记快速表型AST生物传感器。该传感器可置于96孔板中，通过接收线圈无线通信并...
本研究构建了一种高通量基于细胞的监测平台，用于快速测定未知水样的特异性毒性，其核心是基于适配体修饰金纳米颗粒（AuNPs@aptamer）的荧光生物检测。该平台利用适配体捕获毒性指示物，并通过 DNA 杂交链式反应（HCR）诱导 DNA 功能化金纳米颗粒自组装实现信号放大，从而灵敏测定目标化合物引起的亚致死效应。所合成 DNA 纳米...
识别疾病生物标志物并高灵敏、高选择性地检测危险、爆炸性、易燃及污染性气体和化学品，仍是传感研究中的挑战。半导体金属氧化物（SMOx）因成本低、易制备、响应快、稳定性好和可调控性强，近年来被广泛用于气体、化学和生物传感器。本文综述了SMOx基传感器的基本特性与传感性能，重点讨论其灵敏度、选择性、恢复时间和长期稳定响应等关键指标。功能材...
硅纳米线（SiNWs）是一类一维半导体纳米材料，在生物医学传感领域具有良好应用前景。其优异的电子特性可提高生物传感器检测灵敏度。将 SiNWs 与场效应晶体管（FETs）结合，可形成兼具高灵敏度、目标选择性、实时性和无标记检测能力的特殊生物传感器。近年来，SiNW-FETs 在生物医学检测中受到广泛关注。本文系统评述了 SiNW-F...
本综述系统介绍了传感器基本机制及用于传感器应用的多种材料。电纺法可通过形成纤维状结构便捷地制备器件化传感材料，是制备传感器的重要方法。虽然可用于传感器的材料种类繁多，但关键在于在材料表面引入功能基团；后修饰处理可进一步提升传感材料的效率。文章还概述了用于化学传感器和生物传感器应用的多种电纺材料：化学传感器部分涉及丙酮、乙醇、氨、CO...
开发用于检测内毒素分子（如脂多糖，LPS）的灵敏方法对食品安全和健康控制至关重要。传统用于 LPS 检测的分析方法基于热原试验、平板培养和培养法以及鲎细胞裂解物法（LAL）。替代地，开发可靠的 LPS 生物传感器将非常理想，以解决高成本和长周转时间等关键问题。本文提出一种无标记表面增强拉曼光谱（SERS）方法，用于检测游离态 LPS...
哺乳动物先天免疫系统利用环GMP-AMP合成酶（cGAS）合成环状二核苷酸2′,3′-cGAMP，通过激活STING受体启动抗病毒和抗肿瘤炎症信号。细菌也编码cGAS/DncV样核苷酸转移酶（CD-NTases），可产生核苷酸第二信使以启动抗噬菌体信号，但此前未见其产生2′,3′-cGAMP的报道。本研究发现细菌CD-NTases可...
生化需氧量（BOD）是评价水和废水质量的关键参数，其中五日生化需氧量（BOD5）表示好氧微生物在5天内氧化可生物降解有机物所消耗的氧量。本研究旨在利用微生物燃料电池（MFC）缩短BOD5测定时间。作者基于单室空气阴极MFC产生的电压/电流数据，构建多层感知机人工神经网络（ANN/MLP），分别采用直接预测BOD5和先预测后续电压再积...
纳米纤维是具有纳米级直径和特定长径比的长丝状材料，其多孔网状结构具有极高的比表面积和孔间连通性，可进行化学修饰并负载药物。金属化纳米纤维是将金属通过静电纺丝掺杂、化学修饰和负载等方式与纳米纤维结合的新型材料，可提升传统纳米纤维的性能。凭借独特的物理化学性质，金属化纳米纤维在物理化学、材料科学和电池制备等领域发展迅速。随着先进制备技术...
阿片类药物危机已成为全球公共卫生问题，近年来合成阿片类药物尤其是非法芬太尼成为过量死亡的主要驱动因素。迫切需要一种高灵敏、便携且低成本的检测工具，以快速判断芬太尼的存在及其相对威胁。本研究开发了一种基于半导体富集（sc-）单壁碳纳米管（SWCNT）的场效应晶体管（FET）生物传感器，并通过去甲芬太尼（norfentanyl）抗体对其...
传染病严重威胁公共卫生与全球生物安全。除空气传播外，病原微生物也可在污水等环境液体样本中检出。传统生化检测方法耗时长、成本效益低，且检测限限制早期诊断。本研究制备了直径125 μm的超细等离子体光纤探针，用于CRISPR/Cas12a介导的严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）检测。暴露于光纤表面的单链DNA被Cas1...
本研究从展示于RNA噬菌体Qβ的15肽库中筛选出一种新型生物素结合肽（HGHGWQIPVWPWGQG），并将其命名为nanotag。筛选采用感染洗脱的生物筛选策略，使该肽能选择性结合生物素、生物素化蛋白及核苷酸。作者将该生物素结合肽作为转导元件，通过连接肽与口蹄疫病毒（FMDV）免疫原性表位融合展示于Qβ噬菌体表面，并检测其对表位与...
随着人口快速增长、全球能源需求上升、气候变化以及化石燃料过度使用，环境管理与资源可持续性面临压力。为构建更安全生态，可再生材料的需求增加。木质纤维素生物质因丰富、可再生、可回收且成本低，成为替代化石资源的天然原料。纳米技术的发展为电子、通信、汽车、光学产品、包装、纺织、生物医学和组织工程等领域的传感器制造开辟新方向。纳米纤维素和纳米...