超材料生物传感器已被广泛用于细胞类型识别和肿瘤生物标志物浓度检测，但原位、非破坏性测量在肿瘤进展和转移中起关键作用的细胞迁移的方法仍十分迫切。为此，本文提出一种基于聚对二甲苯C（parylene C）基底的可柔性太赫兹超材料生物传感器，用于乳腺癌细胞生长与迁移的无标记、非破坏性检测。当乳腺癌细胞MDA-MB-231在超材料生物传感器...
生物颗粒检测在电泳、生物质来源识别、食品与水质安全等领域具有重要意义，需要能够描述生物颗粒电磁特性的可靠模型。本文针对大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）的功能活动，分别采用分层椭球和分层球两种几何模型，基于Maxwell–Wagner界面极化理论和Maxwell–Garnett混合理论，对细胞培养液的有效...
本文为《Programming bulk enzyme heterojunctions for biosensor development with tetrahedral DNA framework》的作者更正。原论文提出利用四面体DNA框架（TDF）构建体酶异质结，用于生物传感器开发。本更正说明原补充材料中Supplementa...
由于外泌体在体液中稳定，作为结直肠癌（CRC）早期诊断生物标志物受到关注。为验证血浆外泌体作为CRC监测新型生物标志物的潜力，本文展示了一种用于检测外泌体的太赫兹（THz）超材料（MMs）生物传感器。该传感器具有两个共振频率，基于有限积分时域（FITD）方法的全波电磁仿真软件设计，并通过表面微加工制备。传感器表面首先用金纳米颗粒（A...
本文报道了一种基于多孔硅微腔（PSM）角度光谱的β-乳球蛋白（β-LG）生物传感器。该方法采用碳量子点（CQDs）标记的β-LG抗体作为折射率放大元件，利用免疫反应引起微腔有效折射率变化，通过角度光谱实现检测。检测光源为波长与PSM中心波长一致的氦氖（He-Ne）激光，经准直扩束后以平行光照射PSM表面，探测器接收反射光。分别测定免...
新冠疫情凸显了大规模检测对控制传染病传播的重要性。自疫情暴发以来，病毒和抗体检测方法的快速开发、规模化与部署显著提升了检测能力。理想检测方法应具备低成本、可自我操作以及可密封邮寄至中心实验室安全分析并录入公共卫生数据库的特点。本文展示了一种此类平台：以丝网印刷电感-电容（LC）谐振器作为换能器，以无细胞表达偶联的 toehold s...
为提升生物传感器灵敏度，本文设计了一种斜置平面超材料完美吸收体（MPA），使电磁热点集中于斜置平面与连续接地金属之间的空气区域，从而让被测物与热点充分相互作用。仿真表明，斜置平面MPA的灵敏度可达1049 nm/RIU。作者采用电子束光刻制备种子层，并在沉积过程中倾斜样品，获得斜置平面结构；考虑实际沉积中多个斜置平面的随机性，将上谐...
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...
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...
手性纳米颗粒（NPs）的生物应用近年来备受关注。本文合成了具有强手性光学性质和独特磁性性质的磁手性氢氧化钴（Co(OH)2）纳米颗粒，并将其用于活细胞和体内活性氧（ROS）的检测与监测。磁手性Co(OH)2 NPs的圆二色（CD）和磁共振成像（MRI）信号在细胞内ROS检测中表现出0.673至612.971 pmol/10^6 ce...
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...
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...
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...
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...
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...
针对 RT-PCR 成本高、耗时长且依赖专业设备的问题，本研究开发了一种快速、浸入式、免洗的等离子体光纤吸收生物传感器（P-FAB），用于即时检测感染期间高表达的 SARS-CoV-2 核衣壳蛋白（N-protein）。该策略在 U 形弯曲光纤探针表面构建夹心免疫分析体系，利用探针倏逝波吸收高灵敏度，以绿色 LED 和光电探测器监测...
蛋白质功能常依赖配体诱导的构象变化，但常规生物物理筛选通常不能直接揭示配体如何影响其功能。本文开发了一种高通量第二谐波产生（SHG）生物传感器，用于实时检测与蛋白结合后诱导构象变化的片段并识别动态区域。作者以乙酰胆碱结合蛋白（AChBP）为模型，建立野生型和六个单半胱氨酸突变体的多孔板SHG检测体系，并通过胺基或马来酰亚胺化学偶联第...
本研究针对癫痫患者全血中卡马西平（CBZ）的现场治疗药物监测需求，开发了两类光纤生物层干涉仪（FO-BLI）生物传感器。间接型传感器先将样品与抗CBZ单克隆抗体（MA-CBZ）预孵育，再使混合物与固定于传感器表面的CBZ竞争结合MA-CBZ；直接型传感器则让样品中的CBZ与CBZ-辣根过氧化物酶（CBZ-HRP）偶联物直接竞争结合固...
本研究旨在应用生物传感器评估猪肉质量。试验采用20份来自波兰兰德瑞斯与波兰大白杂交育肥猪的背最长肌样品，在屠宰后48 h测定pH、CIE L*a*b*颜色参数、自然滴水损失体积和肌内脂肪含量。使用商用生物传感器Accutrend Plus，以专用反应试纸法测定肉汁中葡萄糖、甘油三酯和乳酸含量。结果表明，葡萄糖、甘油三酯和乳酸水平与猪...