在基于量子点的多孔硅光子晶体生物传感器中，目标生物体浓度可通过生物反应前后多孔硅孔道内量子点荧光灰度值的变化间接测量。然而，由于多孔硅无序纳米结构和表面粗糙，器件表面荧光图像含有噪声。本文分析了噪声类型及其对荧光图像灰度值的影响，指出噪声引起的灰度变化会显著降低检测灵敏度。为降低噪声影响，提出一种基于灰度压缩和非局部各向异性扩散滤波...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发的新冠疫情已传播至全球，造成严重社会经济影响。当前迫切需要精准、快速、可负担的检测方法，以在不同疾病阶段识别SARS-CoV-2及其变异株。实时逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）等分子方法可实现早期精准诊断，但成本较高且流程复杂；免疫检测虽快速低成本，但仅检测少量抗体，诊断效率...
食品安全是全球关注的问题。病原菌、毒素、农药、兽药、重金属和非法添加剂常污染食品并威胁人类健康。传统检测方法难以满足现代社会对食品现场快速筛查大量样品的需求，因此亟需新型快速检测方法。纳米酶和适配体具有优异性质，由二者构成的生物传感器在灵敏度、特异性、重复性和准确性方面具有显著优势，被认为是传统方法之外用于快速准确检测食品污染物的有...
尽管疟疾可防可治，仍使近半世界人口面临风险，因此快速、准确且敏感的疟疾诊断对疾病控制与消除至关重要。现场标准方法为光学显微镜和免疫快速检测，但耗时且难以检测低水平寄生虫血症。生物传感器和芯片实验室器件通常具有高灵敏度、高特异性和易用性，可作为疟疾诊断的替代方案。疟原虫在红细胞内感染时消耗宿主血红蛋白，并将游离血红素转化为疟色素晶体；...
病毒感染是全球疾病负担、死亡率和经济损失的主要驱动因素，而许多致命病毒缺乏快速、准确、易用的检测手段。生物传感器为克服传统诊断方法成本高、耗时长、依赖实验室基础设施等不足提供了有效途径。适配体作为单链DNA或RNA识别元件，可通过SELEX体外筛选获得，具有成本低、稳定性高、特异性强、易于化学修饰且对环境变化不敏感等优势，已广泛用于...
自2014年报道以来，激光诱导石墨烯(LIG)因制备快速、无掩模、低成本且可定制而受到广泛关注，在可穿戴电子和生物传感器领域展现出应用潜力。LIG可在多种基底和碳源上制备，如有机薄膜、植物、纺织品和纸张等。本文系统综述LIG的最新制备方法与典型应用进展，涵盖机械传感器、温湿度传感器、电化学传感器、电生理传感器、加热器和执行器等柔性电...
本文综述了纳米技术赋能的 CRISPR/Cas 策略在传染病诊断与治疗中的应用。CRISPR/Cas 系统通过 crRNA/sgRNA 引导 Cas 蛋白识别并切割特定核酸序列，已成为安全、靶向且高效的基因编辑与核酸检测工具。作者指出，传统病毒载体递送存在免疫原性、插入致癌、保留和靶向递送等限制，而定制聚合物纳米颗粒、脂质纳米颗粒、...
本文报道了一种用于即时检测癌胚抗原（CEA）的新型便携式电子生物传感器的完整开发。器件以还原氧化石墨烯（rGO）为基底导电层，并采用新型含氮半导体四嗪聚合物 PhPTz 作为抗 CEA 抗体的固定基质。PhPTz 一方面通过四嗪环氮原子与抗体肽段及 N-糖链形成协同氢键，实现抗体的有效固定；另一方面将抗体-抗原结合引起的电荷密度变化...
细胞的合成能力不仅可用于生产生物分子，也可用于分析物检测。无细胞蛋白合成（CFPS）可作为生物检测中的信号放大模块，避免全细胞微生物传感器带来的许多问题。本文开发了一种结合 γ-氨基丁酸（GABA）酶促转化与氨基酸依赖型 CFPS 的 GABA 定量方法。样品中的 GABA 在转氨酶作用下将氨基转移至丙酮酸，生成丙氨酸；生成的丙氨酸...
稻瘟病菌 Magnaporthe oryzae 依赖附着胞产生巨大膨压穿透植物细胞，脂质代谢在该过程中发挥关键作用。本研究鉴定了 M. oryzae 中编码保守磷脂酸磷酸酶的 MoPAH1 基因。MoPAH1 在植物侵染过程中表达上调，MoPah1 蛋白在菌丝、分生孢子、附着胞和侵入菌丝等发育与侵染阶段均表达，并主要定位于细胞质。敲...
溶血可发生于多种损伤场景，细胞外血红蛋白可通过氧化应激、线粒体功能障碍和炎症等机制损伤肾脏，促进纤维化和慢性肾病。为模拟溶血诱导的肾损伤，作者用血红素（Hemin，一种可产生活性氧的含铁卟啉）处理人肾类器官，并建立了表达细胞色素C-绿色荧光蛋白融合蛋白（CytoC-GFP）的诱导多能干细胞（iPSC）系，用于实时监测线粒体形态、线粒...
凝集素（galectins）是一类碳水化合物结合凝集素家族，通过交联细胞膜和/或细胞外基质组分的糖链结构，调节细胞增殖、凋亡、黏附或迁移等细胞事件。在疾病机体中，凝集素表达上调并促进炎症、肿瘤发生、纤维化、心血管和代谢疾病等进展。因此，利用糖材料靶向凝集素用于诊断或治疗是生物技术与生物医学研究的重点，并已产生进入临床试验的候选物。凝...
犬细小病毒（CPV）是全球幼犬出血性腹泻和死亡的主要原因。犬细小病毒包括犬细小病毒1（CPV-1，又称犬微小病毒）和犬细小病毒2（CPV-2）。CPV-2起源于猫泛白细胞减少症病毒，并通过VP2衣壳蛋白氨基酸替换发生遗传变异，形成CPV-2a、CPV-2b和CPV-2c三个变异株，使其宿主范围发生改变。原始CPV-2曾流行于日本、比...
快速、高效、准确地检测 SARS-CoV-2 刺突抗原对控制 COVID-19 传播和降低病死率至关重要，但现有纳米生物传感器对重组 SARS-CoV-2 刺突抗原的灵敏度仍不足。本文以概念验证为目的，采用单锅高重力法合成低成本、安全且具有生物活性的 MOF-5/CoNi2S4 杂化纳米结构，并在其表面接枝卟啉 H2TMP，以提高孔...
微生物生物膜因对常规抗生素和清洁程序具有内在抗性，并能牢固附着于表面造成持续污染，在医疗、食品和工业领域引发严重关注。这些问题促使研究者开发新方法研究生物膜形成动力学、理解其对不同化学和物理处理的响应，并通过高通量筛选识别生物膜特异性药物。同时，微生物生物膜也可作为基于细胞的传感器中的传感元件，利用其强表面黏附特性。本文作为视角综述...
生物传感器是一种将生物来源的识别元件固定在换能器上，用于分析特定分析物的紧凑装置。纳米颗粒因具有独特的化学、物理、光学和电学性质，在传感器开发中应用广泛，金、银、铜等金属及金属氧化物纳米颗粒可分别作为生物分子固定基底、催化位点、电极与生物分子间的电子转移介质或反应物。微流控技术通过微米级通道操控微升级至纳升级流体，可增强流动条件与混...
环磷酸鸟苷（cGMP）是参与多种生理过程的第二信使，但活细胞中基于微孔板、具有时间分辨的 cGMP 检测仍具挑战。FRET 生物传感器 cGES-DE5 对 cGMP 具有较高时间分辨和选择性，因此作者将其改造为生物发光共振能量转移（BRET）形式，命名为 CYGYEL（YFP-PDE5-Rluc8），并克隆入慢病毒载体以用于不同哺...
近年来，生物传感器领域在开发可放大光与生物物质相互作用的纳米结构材料方面进展迅速。其共同目标是将光关联的电磁能量聚集到纳米尺度体积内，许多情况下可突破传统阿贝衍射极限。自表面等离子共振（SPR）首次用于无标记检测生物分子相互作用以来，波导、环谐振器和光子晶体等共振光学结构已被证明能有效实现多种光学增强效应，包括增强光子发射体（如量子...
微生物可将廉价可再生底物转化为高价值代谢物，但代谢通路优化仍受复杂生物学限制。遗传编码生物传感器可检测代谢物浓度或环境变化，并将输入转化为可测量或可执行输出，为复杂通路优化提供调控与监测工具。本文综述转录因子（TF）和核酸类生物传感器在代谢工程动态调控与高产菌株筛选中的最新进展。TF 传感器在配体结合后发生构象变化，调控启动子结合，...
共价有机框架（COFs）因可负载大量电化学发光（ECL）发光体且多孔，在ECL领域受关注，但本征电导率低（通常<10^-8 S m^-1）限制性能。作者以2,3,6,7,10,11-六氨基三苯烯（HATP）和2,3,6,7,10,11-六羟基三苯烯（HHTP）合成导电COF（HHTP-HATP-COF，电导率3.11×10^-4 S...