新冠疫情暴发对全球造成严重冲击。本文综述了近年来出现于人类的冠状病毒及其在全球的流行/大流行传播，并强调各国迫切需要建立快速、易得的生物传感器用于追踪SARS-CoV-2。由于SARS-CoV-2潜伏期约14天且约25%感染者无症状，准确识别病毒并降低因冠状病毒突变导致的假阴性风险尤为重要。文中介绍了多种检测路径，包括实时逆转录聚合...
血浆中淀粉样蛋白β1-40（Aβ1-40）与Aβ1-42比值分析可实现阿尔茨海默病（AD）的高精度诊断，但血浆Aβ检测因存在大量生物大分子干扰而难以常规开展。本文开发了一种水凝胶图案化螺旋微电极生物传感器，并结合跳跃式介电电泳（hDEP）力，用于Aβ检测。该传感器将负介电电泳（nDEP）与正介电电泳（pDEP）交替作用，形成hDEP...
本文提出一种新型表面等离子共振（SPR）生物传感器设计，用于疟疾不同感染阶段的即时检测。该结构由CaF2棱镜、TiO2粘附层、Ag/Au金属层、PtSe2中间层、二维材料（石墨烯/MoS2/WS2）及传感介质组成。采用传输矩阵法（TMM）在优化各层厚度与层数后计算角反射率，并用相位探测技术验证共振角位置；同时利用COMSOL Mul...
癌症对人类健康构成严重威胁，早期诊断对及时预防与有效治疗至关重要。外泌体因具有独特的生理和病理功能，能够反映肿瘤微环境信息，并在肿瘤发生与进展中发挥重要作用，已成为无创早期癌症诊断中极具吸引力的生物标志物。生物传感器凭借操作简便、实时读出、灵敏度高和特异性突出等优势，在外泌体检测中受到广泛关注，显示出在癌症早期诊断中的潜在医学应用价...
本文提出一种基于石墨烯-等离子体纳米结构的血红蛋白浓度传感器。作者将半圆柱形金棒按周期阵列排布，并结合银、二氧化硅和石墨烯多层结构，构建了五种石墨烯-等离子体组合传感结构，用于检测血液样品中的血红蛋白浓度。通过引入不同平板和圆柱形石墨烯层，可改善吸收器的吸收峰强度与共振波长；增加金层可增强入射电磁波的限制并提高吸收因子。研究还考察了...
本文报道了一种基于钼酸钠（Na2MoO4）独特催化化学发光（CL）特性的葡萄糖检测生物传感器。过氧化氢（H2O2）与鲁米诺（luminol）之间的 CL 反应在 Na2MoO4 存在下被显著增强 284 倍。机制研究表明，Na2MoO4 可促进 H2O2-luminol 体系中羟基自由基（•OH）和超氧阴离子（•O2−）的生成，从而...
本文提出一种利用新型介电材料溴化铊（TIBr）增强表面等离子共振（SPR）生物传感器性能的结构。所提传感器采用Kretschmann构型，由BK7棱镜、银（Ag）、砷化铝（AlAs）、TIBr、黑磷（BP）和传感层六层组成。研究在633 nm波长下采用角度探测法进行数值分析，并用波长变化法和电场强度分析验证，计算工具包括传输矩阵法和...
个性化抗感染治疗要求抗生素浓度始终处于最佳治疗窗内，以最大化疗效、减少副作用并避免剂量不足诱导耐药。然而，个体化方案需要频繁采样以调整血药浓度。为将治疗药物监测（TDM）更好地融入临床流程，抗生素浓度既可通过即时检测（POCT）在血液中测定，也可依赖无创采样。本文报道了一种基于微流控芯片的通用生物传感器平台，采用无抗体、高灵敏度的β...
血清素（5-HT）水平波动是多种神经系统疾病的重要表现，因此需要高灵敏度、高选择性、低成本且响应快速的5-HT监测方法。氧化锌（ZnO）场效应晶体管（FET）具有低噪声、高开关比等优势，但其响应非线性明显，且缺乏改善非线性的研究。本文提出一种嵌入栅极电极包覆FET沟道的ZnO纳米棒FET生物传感器，以改善电解质中电场线分布均匀性，提...
本研究构建了一种基于表面等离子场增强荧光光谱（SPFS）的生物传感器，用于检测霍乱毒素的截短形式——β亚基（CTX-B）。CTX-B 分子量约12 kDa，被选为水源性病原体蛋白毒素检测的模型分析物。识别层制备在经11-巯基十一烷酸（11-MUA）修饰的镀金 LaSFN9 玻璃表面，生物素化抗 CTX-B 多克隆抗体（B-Ab）固定...
金纳米颗粒合成简单，因生物相容性好、导电性强且易于与适配体等生物分子功能化，已在医学和生物技术中广泛应用。适配体-金纳米颗粒偶联结构兼具适配体与金纳米颗粒的特性，包括高结合亲和力、高生物相容性、增强靶标选择性和较长循环半衰期。由于其独特的光学与电化学特性，适配体-金纳米颗粒在生物传感器系统设计中受到广泛关注。基于适配体-金纳米颗粒的...
狂犬病毒是一种嗜神经病原体，主要通过接触患病动物唾液传播，可致人和动物狂犬病，病死率极高。目前狂犬病诊断常用血清学和分子方法，如直接荧光抗体试验、PCR、小鼠接种试验、ELISA及病毒中和试验，但存在设备昂贵、耗时长、仅适用于死后样本、需要活病毒或存在生物安全风险等局限。本文综述了用于狂犬病毒检测的生物传感器研究，并将其与血清学和分...
当前传感器与执行器的发展正在开启一个通过高效通信实现便捷操作的新阶段，而物联网（IoT）因高潜力已广泛渗透多个学科。本研究设计了一种算法与智能数据处理方案，用于将传感系统获取的数据传输至接收端，即所谓“远程诊断”和“远程数字监测”，这被视为医学与人工智能领域的变革。为验证概念，作者以神经退行性疾病帕金森病为模型，将算法应用于远程诊断...
近年来食物过敏患病率不断上升，已成为全球重大公共卫生问题。食物过敏引起的临床症状严重影响患者生活质量；新型食品中未知过敏原成分以及食品加工中交叉污染导致的隐性过敏原，对过敏人群构成严重风险。因此，需要快速、多重检测方法实现过敏原成分的现场检测或筛查，及时识别过敏风险。本文综述了食品过敏原高效检测的研究进展，包括增强型传统检测技术和具...
过去十年，纳米技术快速发展，不同维度的纳米材料被广泛合成。其中，三维花状有机-无机杂化纳米材料因可直接一锅绿色合成而自2012年提出后迅速成为研究热点。其温和合成条件、高比表面积、增强的酶活性和稳定性推动了快速应用；但机械强度低、反应体系中回收困难、负载能力有限、可重复使用性和酶可及性差等问题限制了工业应用。本综述首先讨论用于合成杂...
应激性心肌病（stress cardiomyopathy，又称Takotsubo心肌病）是持续强烈应激导致心肌收缩功能暂时性减弱，常表现为急性心衰、胸痛、心悸、呼吸困难等症状，易与急性冠脉综合征或急性心肌梗死混淆。传统诊断多在心肌损伤发生后依赖心电图、冠脉造影和影像学改变，难以实现早期识别。本文综述了利用生物传感器检测应激相关生物标...
天然植物基树胶及其工程化生物纳米结构在现代工业、生物技术和生物医学领域日益受到重视。来源于可再生资源的树胶遵循绿色化学原则，具有可再生、可生物降解、生物相容、可持续、成本低和无毒等特性，被视为绿色大分子。树胶渗出物还具有可调控的结构与功能属性，可用于构建食品材料、治疗分子、缓释控释体系以及生物传感结构等。本综述重点讨论阿拉伯胶、合欢...
κ阿片受体（KOR）是疼痛和瘙痒治疗的重要靶点。由于偏倚激动剂可在细胞水平优先激活特定下游通路，有望保留镇痛和抗瘙痒作用并减少镇静与不适感，直接测量激动剂在受体水平的效应具有重要意义。本文讨论利用与KOR相互作用的构象特异性胞内生物传感器直接评估配体选择性效应的策略。这些生物传感器与内源信号机制解耦，可在活细胞中提供配体效应的直接受...
有害藻华频发导致海洋生物毒素污染，并引发严重甚至危及生命的海洋食品中毒。传统海洋毒素检测方法存在灵敏度低、成本高、耗时长等局限，难以满足真实海鲜样品的快速现场检测需求。基于适配体、抗体和细胞的生物传感器已用于海洋毒素监测。本文综述了海洋毒素的分类、来源、载体及毒性效应，并重点总结了近年来用于海洋毒素检测的生物传感器，包括光学适配体传...
抗生素在动物养殖和渔业中被广泛用作抑菌剂，但不当使用会在肉、蛋、鱼、奶等动物源食品中残留，并可能通过食物链传播耐药菌，危害人类健康。因此，开发灵敏、特异、快速且可常规监测抗生素残留的方法十分必要。传统色谱和光谱方法虽然成熟，但耗时长、成本高且需要专业人员。近年来，生物传感器与纳米技术相结合，为动物源食品中抗生素残留的灵敏、快速和现场...