甲硫氨酸氧化参与蛋白活性调控，并常导致蛋白功能异常，但目前缺乏定量分析蛋白特异性甲硫氨酸氧化的工具。本研究开发了一种可定量检测目标蛋白中以甲硫氨酸-R-亚砜形式存在的氧化甲硫氨酸的生物传感器tpMetROG。该传感器由甲硫氨酸亚砜还原酶B（MsrB）、环状置换黄色荧光蛋白（cpYFP）、硫氧还蛋白（Trx）和蛋白G组成。蛋白G结合目...
急性肾损伤(AKI)是发病率和死亡率均较高的复杂临床综合征。传统诊断指标在特异性和敏感性方面不足，因此亟需新型生物标志物及其简便、快速的应用方法以改善诊断流程。基于电化学、等离子体、分子探针和纳米颗粒的生物传感器，结合高效表面化学策略，是开发即时检测(POC)装置的重要方向。此类生物传感平台在检测和定量新型AKI生物标志物方面具有关...
蛋白质修饰尤其是磷酸化受复杂机制调控，使蛋白质获得功能构象，并在外界环境刺激和激素信号过程中调节重要生物学过程。磷酸化蛋白质组学是蛋白质组学中有前景的领域，用于鉴定含磷酸基团的蛋白质及其对蛋白质结构、功能和定位的影响。能够定量检测蛋白质及其翻译后修饰（PTM）的技术极大促进了对蛋白质结构与功能动态的理解。生物传感器系统是一种较新的生...
乳腺癌在女性中发病率极高且呈指数增长。约70–80%早期诊断或非转移性病例可治疗，而转移性病例用现有充分治疗难以有效处理。靶向抗癌治疗长期受到关注，被认为是科学家的重要课题。适配体是通过从序列库中用合适工具筛选获得的“成熟”治疗策略，具有非免疫原性、稳定性和高亲和力，有望达到临床标准。借助纳米颗粒的应用，可增强适配体向特定部位的递送...
新冠疫情暴发凸显了对高灵敏度、高选择性且易于操作的生物传感器件的需求，面向大规模检测与感染人群映射的即时检测（POC）设备尤为重要。本文提出一种基于石墨烯的电-电化学垂直器件（EEVD）POC 生物传感器，用于 SARS-CoV-2 血清学诊断。该器件将 SARS-CoV-2 受体结合域（RBD）生物偶联物固定于表面，通过检测血清中...
本文报道了一种基于无掺杂负电容铁电隧道场效应晶体管（DL-FE-TFET）的乳腺癌细胞电学检测方法。器件采用双金属双栅结构，并在两个栅电极下方刻蚀纳米空腔，以提高检测灵敏度。通过协同利用铁电材料负电容效应与无掺杂技术，可检测非肿瘤细胞 MCF-10A 及乳腺癌细胞系 MDA-MB-231、Hs578T、T47D 和 MCF-7。铁电...
胶质纤维酸性蛋白（GFAP）是创伤性脑损伤等多种神经系统疾病的鉴别性血液生物标志物。此前已有生物传感器在缓冲液中检测 GFAP 的报道，但患者样本中 GFAP 的准确定量仍缺乏且需求迫切。本文报道了一种稳健的片上石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感方法，用于患者血浆中 GFAP 的高灵敏、超快检测。研究招募按 Mayo 分级定义的...
当前世界因流感、冠状病毒等新发病毒引发急性呼吸综合征而面临严峻疫情。为应对这一挑战，本研究借助受控物联网（IoT）在高斯噪声通道下建立一种通用病毒监测系统。为构建模型系统，作者以互指电极（IDE）传感器对 H1N1 流感病毒检测进行电流—电压测量验证。初步数据以血凝素（HA）为检测目标，以金纳米颗粒偶联的适配体/抗体为探针，其传输模...
集成多种成像信号的DNA基纳米探针已被用于构建多功能生物传感器平台，以研究胞内生物过程和生物标志物检测，也为内源微RNA（miRNA）的原位分析提供了机会。本综述主要关注用于miRNA生物传感器的多种DNA基纳米探针，并阐述如何定制所需纳米平台的策略。首先，系统介绍纳米探针跨膜运输的多种递送载体，包括框架核酸、有机/无机纳米材料、脂...
蛋白质淀粉样聚集体在自然环境中普遍存在，通常来源于微生物分泌物或感染朊病毒哺乳动物的泄漏物，目前在肠道微生物群或土壤等背景下引发对其感染性和毒性的担忧。利用淀粉样蛋白的自组装潜力进行清除，本文报道将细菌类朊病毒蛋白 RepA-WH1 中的一段淀粉样原性序列插入大肠杆菌外膜孔蛋白 OmpF 的一个胞外环（L5）。该嫁接孔蛋白的表达使细...
随着抗菌药物耐药性指数级上升以及新型抗生素研发管线停滞，优化现有感染治疗方案比以往任何时候都更为迫切。该过程的关键环节之一是快速、准确地鉴定致病细菌。目前细菌检测的金标准方法包括培养法、聚合酶链反应和免疫分析，但存在周转时间长、准确性有限等明显缺点，限制了其作为即时诊断设备的应用。近年来，多种创新检测技术被提出并发展以克服上述不足。...
报道了一种基于双层准自由外延石墨烯（QFS EG）的超灵敏实时 SARS-CoV-2 生物传感器。将 SARS-CoV-2 S1 刺突蛋白抗体固定于 SiC 衬底上的 QFS EG 表面，通过电学转导 S1 抗原-抗体结合事件，无需栅极或信号放大，即可在数秒内检测感染者中鼻甲拭子和呼出气气溶胶样品中低至 60 copies/mL 的...
非法麻醉药物滥用及其引发的致命或犯罪活动已成为全球重大关切。此类药物通过改变意识状态影响个体的情感、知觉与情绪，可能在关键工作场所造成严重安全漏洞。因此，面向执法机构、工作场所等安全与安保需求的即时检测（POC）药物检测设备已成为迫切需求。本综述聚焦于用于分析最常见非法药物或其代谢物的多种电化学与光学纳米传感器的最新进展，包括四氢大...
ryanodine receptor (RyR) 是肌浆网 Ca2+ 释放通道，其 N 端区域 (NTR) 调控兴奋-收缩耦联中的 Ca2+ 释放，并富含与骨骼肌 RyR1 和心肌 RyR2 肌病相关的突变。本研究在小鼠 RyR2 NTR 的 A、B、C 结构域引入 FRET 供体-受体对，构建 AC-NTR 和 BC-NTR 两种...
由产脲酶微生物引起的导尿管相关尿路感染（CAUTI）更易导致导尿管堵塞，因为微生物脲酶活性会改变尿液化学环境。导尿管堵塞具有危险性，会增加脓毒症等严重感染风险。奇异变形杆菌（Proteus mirabilis）的脲酶是一种毒力因子，可升高尿液 pH，进而促进晶体和生物膜形成并导致堵塞。本文报道一种优化后的生物传感器“lozenge”...
本文报道了一种基于电化学阻抗的生物传感器，用于监测人乳低聚糖（HMO）组成的变化。2′-岩藻糖基乳糖（2′FL）是一种与婴儿生长、认知发育及感染性腹泻保护相关的 HMO。由于遗传差异，部分女性（非分泌型）乳汁中不含或仅含极少量 2′FL，可能影响婴儿健康与发育。然而，目前尚无可在床旁分析人乳中 HMO 存在与浓度的技术。针对这一未满...
全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类具有表面活性与疏水疏油性的合成含氟化合物，因碳-氟键稳定而生物半衰期长，已在人体和环境水体中广泛累积。由于人类主要通过摄入接触 PFAS，亟需快速检测饮用水和农业用水中的 PFAS。本文提出一种基于人肝脏脂肪酸结合蛋白（hLFABP）的荧光生物传感器设计策略，用于快速检测 PFAS。通过在配体结合...
酯酶是一类催化酯键水解与形成的水解酶，在工业酶市场中占有重要地位。凭借其独特的生物催化特性，酯酶可用于环境可持续设计，包括生物质降解、食品与饲料工业、乳制品、纺织、农药（除草剂、杀虫剂）、生物修复、生物传感器开发、抗癌、抗肿瘤、基因治疗及诊断等。酯酶可从多种哺乳动物组织、动物和微生物中分离获得，极端环境来源酯酶的发现进一步提高了研究...
生物传感器是将生物信号转换为可观测响应的分析工具，可用于严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）感染的早期检测。其通过靶向病毒抗原评估临床进展，提供感染严重程度和关键趋势信息，并具备现场、快速、高灵敏等特点，可在医院、机场等人员密集场所进行筛查。微流控与纳米技术是发展生物传感器技术的重要基础。近年来，由于高选择性、简便、...
结核病（TB）是由结核分枝杆菌引起的主要全球性传染病，常累及肺部，早期诊断和治疗对控制疫情至关重要。干扰素-γ（IFN-γ）是机体抗感染免疫应答中的细胞因子，可作为结核病的宿主生物标志物。目前常用的抗体法检测包括酶联免疫吸附试验（ELISA）和干扰素-γ释放试验（IGRA），但存在耗时长、灵敏度不足以及难以区分结核病不同阶段等缺点。...