High-Sensitivity PtSe
表面等离子共振（SPR）生物传感器因具有实时、无标记和高检测精度等优点，已应用于食品安全、环境监测和医学诊断等领域。传统SPR结构通常由玻璃棱镜和贵金属构成，但非金金属易氧化，且金属对生物分子吸附能力有限，制约灵敏度。二维材料可提升稳定性并增强生物分子吸附。本文以二硒化铂（PtSe2）作为新型过渡金属二硫化物/二硒化物（TMDs）材...
An Ultrasensitive Silicon-Based Electrolyte-Gated Transistor for the Detection of Peanut Allergens.
本文报道了一种基于硅的电解质栅晶体管（Si-EGT）用于花生过敏原（PAs）的超灵敏无标记检测。器件采用自上而下工艺制备，具有低阈值电压约0.7 V、亚阈值摆幅小于70 mV/dec、栅极漏电流小于10 pA等优良本征电学特性。通过表面功能化并在栅极表面固定花生过敏原抗体，实现对Ara h1和Ara h3的选择性识别。电压相关灵敏度...
Saliva-based COVID-19 detection: A rapid antigen test of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein using an electrical-double-layer gated field-effect transistor-based biosensing system.
面对新冠疫情持续暴发，诊断检测能力不足威胁疫情控制。实时逆转录聚合酶链反应（real-time RT-PCR）虽是病毒检测金标准，但因集中检测与周转时间长，难以在紧急疫情中及时反映疫情现状。因此，在疫苗尚未广泛部署的国家，需要快速筛查工具以遏制传播。本文提出一种基于双电层（EDL）栅场效应晶体管生物传感器（BioFET）的唾液法新冠...
Advances in Biosensor Technologies for Infection Diagnostics.
传染病持续威胁人类社会，新冠疫情、抗菌药物耐药性和医院感染使全球医疗系统承压。控制感染的关键在于快速识别致病病原。传统微生物培养是临床微生物学金标准，PCR扩大了可检测病原范围，但二者依赖昂贵设备和专业人员，难以满足即时检测需求。本文作为《化学研究快报》特刊客座编辑前言，概述面向感染诊断的新一代生物传感器进展。化学帮助解析感染与宿主...
Two-dimensional material-based virus detection.
低成本、快速且准确的病毒检测技术在减少病毒传播中发挥关键作用。及时准确的检测有助于及时治疗与隔离感染者，从而降低大规模传播风险。然而，传统病毒检测方法常存在响应慢、成本高或流程复杂等问题。近年来，二维材料因其比表面积大、可与生物分子发生活性表面相互作用且易于表面功能化，成为高性能化学与生物物质检测的有前景传感平台。此外，二维材料具有...
Sensitive electrochemiluminescence biosensing of polynucleotide kinase using the versatility of two-dimensional Ti
电化学发光（ECL）是开发（生物）传感器的强有力读出方法，其性能取决于电极材料和表面结构。本文证明，利用二维过渡金属碳化物（Ti3C2TX MXene）的多样性精确调控传感界面，可增强ECL信号。该电极材料具有显著的结构和电化学性能，并因Ti的可还原性通过原位生成金纳米颗粒（AuNPs）进行修饰。随后，由于Ti3C2TX MXene...
Electrochemiluminescent emission potential tunable Cu-Zn-In-S/ZnS nanocrystals for multiplex microRNAs potential-resolved detection.
多目标同步检测的电化学发光（ECL）策略是生物传感研究热点，但可用 ECL 发光体种类有限。本研究合成了带隙可调的 Cu–Zn–In–S/ZnS 纳米晶（CZIS/ZnS NCs），并将其用于电位分辨 ECL 检测。通过改变前驱体中 Cu 的比例，CZIS/ZnS NCs 的 ECL 发射波长和发射电位可分别由 480–750 nm...
Biomarkers and Detection Platforms for Human Health and Performance Monitoring: A Review.
人体健康与性能监测（HHPM）对保护、维持、评估和改善工业、学术、体育、休闲及军事等领域人员状态至关重要。现有商用可穿戴传感器多基于物理特征，难以精确评估健康、身体和心理状态。可从人体微创或无创获取的生物标志物，如汗液、泪液、尿液、组织间液等体液、呼出气及皮肤表面信号，可为HHPM提供丰富信息。本文综述面向HHPM的生物传感器技术现...
Biosensor for branched-chain amino acid metabolism in yeast and applications in isobutanol and isopentanol production.
支链氨基酸（BCAA）代谢具有多种生理功能，并可被用于生产高价值化学品。然而，目前缺乏特异性针对 BCAA 衍生产物的真核生物传感器，限制了用于菌株工程与代谢研究的高通量筛选的发展。本研究利用酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）转录调控因子 Leu3p 开发了一种遗传编码的 BCAA 代谢生物传感器。在一种构...
Detection of Oenological Polyphenols via QCM-D Measurements.
多酚是葡萄、葡萄汁和葡萄酒中重要的化合物家族，其含量与葡萄成熟、发酵过程及最终酒质相关，并因抗炎特性而具有健康意义。目前多酚检测主要依赖标准化学分析，成本高且需专业实验室，难以用于连续监测。本文报道了用于多酚检测的传感器表面化学功能化策略，并采用商用石英晶体微天平带耗散监测（QCM-D）装置进行测量。功能化层包括蛋白质（牛血清白蛋白...
Recent advances in E-monitoring of plant diseases.
植物传染性病害由真菌、卵菌、细菌、病毒、植原体及线虫等病原微生物引起，若不能及时识别和控制，将显著降低作物产量与品质，甚至造成整株死亡，因此早期检测与防控对全球粮食安全和可持续农业至关重要。传统植物病害检测方法常存在便携性差、耗时长、依赖专业人员和实验室条件等局限，难以满足田间快速诊断需求。近年来，基于电子鼻（e-nose）、生物传...
Plasmonic biosensor for the highly sensitive detection of microRNA-21 via the chemical etching of gold nanorods under a dark-field microscope.
肿瘤相关组织中异常表达的microRNA（miRNA）在癌症早期诊断中具有重要潜力，但其丰度低、序列同源性高，难以高灵敏、高选择地定量。本文基于产物I2触发的金纳米棒（AuNRs）化学刻蚀，开发了一种高灵敏、高特异性的miRNA-21检测平台。AuNRs被刻蚀至更小尺寸后，其局域表面等离子共振（LSPR）散射发生显著蓝移且强度大幅下...
Electrochemiluminescence Resonance Energy Transfer System Based on Silver Metal-Organic Frameworks as a Double-Amplified Emitter for Sensitive Detection of miRNA-107.
本文报道了一种基于银金属有机框架（AgMOF）的电化学发光共振能量转移（ECL-RET）生物传感器，用于灵敏检测 miRNA-107。作者通过室温一步混合静置，以具有聚集诱导电化学发光（AI-ECL）特性的 TPPE 配体和银离子节点构建 AgMOF，使其成为自增强 ECL 发射体。AgMOF 的强而稳定 ECL 信号来源于 TPP...
Branched, dendritic, and hyperbranched polymers in liquid biopsy device design.
癌症的微创诊断与预后检测有助于新药研发并提高生存率。液活检旨在从常规血液样本中获取肿瘤来源的可操作信息，包括蛋白质、循环肿瘤DNA、外泌体和完整循环肿瘤细胞。由于肿瘤材料在复杂血液混合物中含量极低，分离和检测这些癌症相关物质对器件工程师构成挑战。本综述描述了分支、树枝状和超支化聚合物在液活检器件设计中的化学与应用。这些聚合物可通过多...
Emerging microfluidics-enabled platforms for osteoarthritis management: from benchtop to bedside.
骨关节炎（OA）是一种常见且致残的年龄相关性关节退行性疾病，是老年人疼痛和功能障碍的主要原因。一旦关节损伤形成，目前尚无治愈方法，因此迫切需要早期检测和干预。诊疗一体化（theranostics）将治疗与诊断结合，是 OA 管理的有前景策略，但 OA 诊疗一体化仍处于起步阶段。首先需要满足三个基本需求：i）用于疾病发病机制研究和药物...
A transcriptional biosensor to monitor single cancer cell therapeutic responses by bioluminescence microscopy.
当多种延长生命药物可用于癌症治疗时，预测药物反应的肿瘤生物标志物对指导治疗至关重要。传统标志物多基于组织整体分析，无法反映导致耐药的单细胞异质性，因此需要能够直接评估单个癌细胞及细胞群药物敏感性的新方法。本研究报道一种利用生物发光显微镜检测单个前列腺癌细胞对雄激素受体轴靶向治疗（ARAT）反应并预测细胞群敏感性的新方法。作者构建了腺...
TDP1 and TOP1 as targets in anticancer treatment of NSCLC: Activity and protein level in normal and tumor tissue from 150 NSCLC patients correlated to clinical data.
拓扑异构酶1（TOP1）是抗癌治疗靶点，但酪氨酸-DNA磷酸二酯酶1（TDP1）可修复TOP1药物诱导的DNA损伤，削弱其疗效。为阐明非小细胞肺癌（NSCLC）中联合靶向TDP1和TOP1的相关性，本研究首次对150例NSCLC患者的配对正常肺组织和肿瘤组织进行大样本定量，检测TDP1与TOP1酶活性及蛋白浓度，并关联临床数据。采用...
Antimicrobial peptides: Promising alternatives over conventional capture ligands for biosensor-based detection of pathogenic bacteria.
利用生物传感技术检测病原菌可成为传统培养方法的潜在替代方案，但常规生物传感器特异性和灵敏度较低，且与生物识别元件的选择密切相关，限制了实际应用。哺乳动物抗体因高特异性和抗体生产技术成熟而被广泛用作识别配体，但抗体生物传感器存在批次间不一致和稳定性差等问题，难以视为高效方案。近年来，抗菌肽（AMPs）因稳定性高并具有多个细菌捕获位点而...
Recent advances in halal food authentication: Challenges and strategies.
随着公众对食品质量与安全关注提高，清真食品真实性检测快速增长，涵盖生产方式、技术加工、未声明成分识别和物种替代。这促使分析研究以获得准确可靠结果监控控制清真食品真实性。然而由于食品复杂性和掺假物增多，检测困难。本综述全面客观概述1980至今清真食品真实性分析技术研究，指出期间技术选择无显著趋势。此外，基于有效性指标对不同方法分类，为...
Applications of biosensors for bacteria and virus detection in food and water-A systematic review.
用于食源性和水源性病原微生物敏感、特异性检测的生物传感器，因其便携、易用、成本相对较低以及实时或近实时响应而受到重视，其应用已广泛分布于环境监测等多个领域。当前已开发生物传感器的主要局限在于在复杂基质中灵敏度和特异性不足。鉴于生物传感器开发日益受到关注，本研究按照PRISMA指南开展系统综述，检索2010年1月至2019年12月期间...