Biosensors for wastewater monitoring: A review.
水污染与栖息地退化导致水资源短缺加剧和水生生物多样性下降。过去几十年淡水资源持续减少，而需求不断增加，尤其在干旱和半干旱地区。监测废水排放中的污染物对识别污染区域并实施处理至关重要。传统检测方法因废水成分随时间和来源变化，难以有效追踪多种有害组分。近年来，生物传感仪器因高灵敏度、高选择性、可靠性、简便性、低成本和实时响应而受到广泛关...
Highly selective and sensitive detection of Staphylococcus aureus with gold nanoparticle-based core-shell nano biosensor.
金黄色葡萄球菌是革兰阳性机会致病菌，也是医院感染最常见病原之一，因此快速诊断具有重要价值。本研究建立了一种基于金纳米粒子（AuNPs）的比色生物传感器，用于检测金黄色葡萄球菌。首先将金黄色葡萄球菌在 LB 培养基中培养并提取染色体 DNA；随后依据 GeneBank 中 Protein A 基因序列设计引物和硫醇修饰 DNA 探针，...
Blueprints for Biosensors: Design, Limitations, and Applications.
生物传感器正在推动分析检测领域的重要进展，并与合成生物学的发展相互促进。生物传感器能够快速、特异性地检测多种分子，在工业、医学、生态和科学研究中具有广泛应用。生物传感器设计方法与其应用一样多样，主要类别包括核酸、蛋白质和转录因子。每一类传感器都依据目标应用和最佳性能参数具有不同优势与局限。具体而言，传感器设计必须考虑配体特异性、灵敏...
Label-Free Monitoring of Human IgG/Anti-IgG Recognition Using Bloch Surface Waves on 1D Photonic Crystals.
本文提出一种基于一维光子晶体（1DPC）支持布洛赫表面波（BSW）的光学生物传感器，用于研究抗体相互作用并进行亲和力分析。该方案在光子晶体生物传感器的敏感区域固定两种不同抗体，从而在芯片上构建具有不同生化特征的多个区域，并可实时研究生物分子结合动力学。所提出的检测系统对目标抗体抗人IgG的估计检出限小于0.19 nM（28 ng/m...
Metabolically engineered Corynebacterium glutamicum for bio-based production of chemicals, fuels, materials, and healthcare products.
谷氨酸棒杆菌是工业生物技术中最重要的底盘菌之一。过去数十年，这种土壤细菌被用于大规模生产 L-谷氨酸和 L-赖氨酸，年产量达约 600 万吨。随着新型基因组编辑方法以及系统生物学和合成生物学工具的引入，谷氨酸棒杆菌的产品谱已从传统食品和饲料产品扩展到化学工业、化妆品和医疗健康领域。近五年来，其工业产品数量几乎翻倍，达到约 70 种天...
Three-dimensional Tri-SNSs-layered electrodeposited reduced graphene oxide for ECL biosensing of DNA.
本研究提出一种由三角形银纳米片（Tri-SNSs）层状修饰、壳聚糖（CS）支撑的三维电沉积还原氧化石墨烯（3D-ERGO）电化学发光（ECL）生物传感平台，用于单链DNA（scDNA）检测。该平台以自设计双端标记Ru(bpy)3^2+的单链DNA（Ru2-DNA）作为捕获探针。基于石墨烯对scDNA与双链DNA（dcDNA）亲和性差...
Luciferase complementation based-detection of G-protein-coupled receptor activity.
蛋白互补检测（PCA）利用荧光蛋白、荧光素酶等分裂片段在完整细胞中研究蛋白相互作用，已成为药理学研究工具。G蛋白偶联受体（GPCR）活性检测对药物筛选尤为重要。工程化荧光素酶NanoLuc体积小、发光强，为开发新型PCA提供了可能。本文鉴定了NanoLuc的一个新分裂位点，并构建了一系列融合蛋白，用于检测GPCR活性。该分裂构建体可...
Visually multiplexed quantitation of heavy metal ions in water using volumetric bar-chart chip.
水体重金属离子监测对环境保护和人体健康具有重要意义。本文开发了一种芯片生物传感器，通过三通道体积柱状图芯片（TV-Chip）与DNA-纳米颗粒探针的整合，实现铜离子（Cu2+）、铅离子（Pb2+）和汞离子（Hg2+）的同时快速定量检测。该传感器利用海胆状铂纳米颗粒（PtNPs）的高类过氧化氢酶活性，对Cu2+、Pb2+和Hg2+的检...
Surface Design of Eu-Doped Iron Oxide Nanoparticles for Tuning the Magnetic Relaxivity.
具有本征 T1-T2 双对比能力的纳米材料弛豫率调节在 MRI 应用中具有重要潜力。以往 T1/T2 双模 MRI 纳米探针的弛豫率调节主要通过掺杂、粒径和形貌实现，而表面工程方法报道较少。本文报道了一种基于双模 T1-T2 MRI 纳米探针（DMNP）表面工程的新型弛豫率调节方法，并探索其作为监测蛋白相互作用的潜在生物传感器应用。...
Microscale and Nanoscale Biosensors.
纳米技术的兴起与微电子工业的成功推动了生物传感器向微纳尺度微型化。本特刊聚焦微尺度与纳尺度生物传感器的最新进展，包括自驱动微马达的材料、制备和应用。特刊共收录七篇论文，其中五篇研究论文和两篇综述论文，涵盖从生物传感器设计到集成化细胞微环境代谢物监测等多个相关主题。具体方向包括纸基试纸条、数字微流控芯片、细胞培养微环境中的代谢物监测、...
Evolving trends in bio/chemical sensor fabrication incorporating bimetallic nanoparticles.
生物传感器设计与纳米技术的融合推动了传感分析性能显著提升。纳米材料的高比表面积及增强的化学、光学性质革新了传感器技术。金、银、铂、钯等单金属纳米粒子已被广泛用于提高传感器性能，但近年来研究逐步转向双金属、三金属等复合金属纳米粒子。双金属纳米粒子（BNPs）兼具两种金属的特性并产生协同效应，在催化、光学、电子和磁性等方面表现出多功能性...
Correction to: Monitoring dynamic release of intracellular hydrogen peroxide through a microelectrode based enzymatic biosensor.
本文是《Analytical and Bioanalytical Chemistry》原论文“通过基于微电极的酶生物传感器监测细胞内过氧化氢动态释放”的更正说明。作者提醒读者注意，原发表版本中 Alberto Pasquarelli 与 Kay-Eberhard Gottschalk 的单位信息有误。更正后，Alberto Pasq...
Exploiting the signatures of nanoplasmon-exciton coupling on proton sensitive insulator-semiconductor devices for drug discovery applications.
本文提出一种基于氮化硅薄膜与金纳米粒子耦合的双模式生物传感平台，用于高通量筛查蛋白激酶抑制剂。通过PECVD在硅片上制备不同厚度和组成的Si3N4/SiO2叠层，并用巯基乙基三甲氧基硅烷（METOS）接枝巯基以固定金纳米粒子（AuNP）。AuNP与Si3N4中的激子发生局域表面等离子体（LSP）-激子耦合，使光致发光激发（PLE）反...
Selection of DNA aptamers to Streptococcus pneumonia and fabrication of graphene oxide based fluorescent assay.
肺炎球菌是全球感染性疾病的重要病原菌，尤其在儿童、老年人和免疫缺陷患者中危害严重，且抗生素耐药肺炎链球菌日益增多，因此需要简单、快速、特异的检测方法。本研究采用细菌系统进化指数富集（SELEX）技术，以活菌为靶标筛选出可特异性识别肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）的DNA适配体，并将其整合到氧化石墨烯（G...
Sensitivity Enhancement in Surface Plasmon Resonance Biochemical Sensor Based on Transition Metal Dichalcogenides/Graphene Heterostructure.
本文提出一种基于二维过渡金属二硫化物（TMDCs）的表面等离子共振（SPR）生物传感器，以提高生化传感灵敏度。该传感器将不同种类的二维 TMDCs（MoS2、MoSe2、WS2、WSe2）涂覆在金属薄膜两侧，并在异质结构表面引入石墨烯作为生物分子识别层。通过优化 TMDCs 层数、金属厚度及结构参数，可增强光与材料相互作用和局域场增...
Biosensor-Based Active Ingredients Recognition System for Screening STAT3 Ligands from Medical Herbs.
本研究建立、验证并应用了一种基于表面等离子共振（SPR）生物传感器的活性成分识别系统（SPR-AIRS），用于筛选信号转导与转录激活因子3（STAT3）配体。首先从四个方面考察系统性能：（1）STAT3固定芯片的特异性，表明其可用于从复杂混合物中筛选STAT3配体；（2）系统线性与检出限，确定最低有效回收循环数为5个循环；（3）芯片...
Smart Wound Dressings for Diabetic Chronic Wounds.
糖尿病慢性伤口因其严重性和难愈合性，对2015年美国3030万糖尿病患者构成重大威胁。外周动脉疾病、神经病变和感染促进伤口形成，并增加下肢截肢风险。早期识别、清创、减压和控制感染对及时治疗至关重要，但伤口评估和治疗高度主观，主要依赖临床医生经验。许多敷料针对特定临床表现设计，却缺乏判断慢性难愈合伤口状态的规范方法。作者认为，伤口敷料...
Diagnosis of bovine mastitis: from laboratory to farm.
准确诊断疾病是连接病因与治愈的关键环节。经济、可靠且快速的诊断工具对乳房健康管理至关重要。越早识别疾病，损失越小；因此，研究者正努力开发可在农场使用的可靠诊断工具。然而，体细胞计数和微生物培养等传统金标准方法仍在使用，并正部分被聚合酶链反应和测序检测取代。纳米技术和基于蛋白质的检测也备受关注，其中一些有望成为牛乳房炎未来诊断方法。研...
DNA Oligonucleotide-Functionalized Liposomes: Bioconjugate Chemistry, Biointerfaces, and Applications.
将 DNA 与脂质体界面化，已产生多种可编程软材料、器件和药物递送载体。通过调控脂质体组成，可系统改变双分子层流动性、脂质域形成和表面电荷。DNA 研究不仅发展出复杂纳米结构，还赋予配体结合与催化等新功能。对非阳离子脂质体而言，DNA 通常通过共价连接疏水或脂质基团而插入脂质膜。本文讨论 DNA 与非阳离子脂质体之间形成的基本生物界...
A molecularly imprinted electrochemiluminescence sensor for ultrasensitive HIV-1 gene detection using EuS nanocrystals as luminophore.
本研究开发了一种基于分子印迹聚合物（MIP）的电化学发光（ECL）生物传感器，用于高灵敏、高选择性地检测人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）基因。以HIV-1单链DNA（文中称HIV适配体）为模板、邻苯二胺（o-PD）为功能单体，直接在氧化铟锡（ITO）电极表面电聚合形成MIP识别膜；随后洗脱模板，留下特异性结合空腔。将5'-氨基标记...