卵巢癌是女性生殖系统常见恶性肿瘤，癌抗原125（CA-125）是其重要血清生物标志物，但现有方法存在操作复杂、成本高或临床适用性不足等问题。本文报道一种新型光学纳米生物传感器，用于快速、敏感、微创地检测CA-125。该传感器由掺杂在溶胶-凝胶基质中的纳米金薄膜构成，纳米金表面包覆席夫碱配体，在340 nm激发下于423 nm处呈现中...
本研究构建了一种基于超薄微图案 MXene/PEDOT:PSS 的有机电化学晶体管（OECT）生物传感器，用于儿童骨肉瘤生物标志物 survivin 蛋白的安培法检测。Ti3C2Tx MXene 与离子型 PEDOT:PSS 复合形成半导体通道，二者协同提高载流子迁移率和体积电容，从而显著放大 OECT 信号。门电极采用金电极，经巯...
微生物利用可再生原料进行生物合成是实现可持续化学制造的重要途径，但发酵过程中细胞间生物合成能力差异会限制生产稳健性和效率。本文针对工程枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）中产细胞与非产细胞亚群动态失衡问题，开发了一种可诱导群体质量控制系统（iPopQC）。该系统基于可诱导启动子和代谢物响应生物传感器构建的遗传回路，通过...
心血管疾病是全球主要死亡原因，心力衰竭的早期诊断与预后评估依赖心血管生物标志物检测。B型利钠肽（BNP）及其N端前体（NT-proBNP）是诊断心力衰竭的重要标志物，但其在血液中浓度低、半衰期短，正常水平低于7 nM（25 pg/mL），心衰时可升至80 pg/mL以上，因此需要高灵敏度、宽动态范围的检测平台。本文综述了用于检测BN...
河鲀毒素（STX）是一种强效蓝藻毒素，饮用水中限值仅为3 μg/L，因此需要简单、快速、灵敏、低成本且特异的水体检测方法。本文开发了一种基于特异性适配体（APT）的电化学阻抗生物传感器，用于水溶液中STX的检测。该传感器以金电极为基底，将3′端巯基修饰的STX适配体M-30f固定于电极表面，并用6-巯基-1-己醇（MCH）封闭非活性...
近期荧光指示剂与成像技术的进步推动了对活细胞复杂信号过程（如钙离子活动模式）的功能成像研究。星形胶质细胞是脑网络的重要调节者，具有高度复杂的形态和自发钙活动，但领域缺乏标准化方法来分析与解释钙活动记录，限制了全球比较。本文提出一种基于生物物理的解析概念，用于解析钙生物传感器荧光中复杂时空变化，以理解潜在信号机制。作者开发了基于像素的...
肠道病毒 71 型（EV-A71）是引起手足口病、疱疹性咽峡炎及多种神经系统并发症的高传染性病原体，早期检测和治疗具有重要意义。适配体是通过系统进化指数富集技术（SELEX）在体外筛选的核苷酸序列，类似抗体可高特异性、高亲和力结合靶标，且更易合成修饰、靶标范围更广、成本更低、可灵活改造，因此在病毒检测和抗病毒治疗中具有应用前景。本研...
嗜铬粒蛋白A（CgA）血液水平是神经内分泌肿瘤等疾病的重要生物标志物。传统检测方法成本高、耗时长且重复性差。本研究验证了表面等离子共振（SPR）这一简单、无标记技术用于CgA定量。在最佳条件（pH 5.0、10 mg/mL）下将CgA抗体（CgA-Ab）固定于CM5传感器芯片，形成CgA-Ab-CM5芯片，并优化结合与再生条件。结合...
侧流免疫层析（Lateral Flow Immunoassay, LFIA）是目前最成功的现场分析平台之一，可视为“口袋实验室”，与即时检测（point-of-need, PON）技术共同推动检测模式从“样品送实验室”转向“实验室到样品”，从而缩短周转时间并改善临床决策。LFIA 具有快速、简便、相对低成本、无需复杂仪器且可由非专业...
硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）因优异电子特性，被研究为检测生物分子、金属离子、气体分子及作为生物系统界面的超高灵敏传感器。自下而上方法可合成数纳米至数百纳米直径的硅纳米线（SiNW），但大规模可重复制造临床生物传感器件仍具技术挑战。自上而下方法利用先进光刻与纳米制造，从绝缘体上硅（SOI）晶圆受控刻蚀出数十纳米直径 SiN...
近二十年来，SARS-CoV、MERS-CoV及SARS-CoV-2等高致病性人类冠状病毒相继出现，造成全球大量死亡；蚊媒病毒和血源性病毒也显著增加重症死亡风险。目前尚无特效药物，因此需要不牺牲准确性的早期快速检测。基于纳米材料的生物传感器因生物活性与独特传感性能而受到关注，可检测临床样本中的核酸、适配体和蛋白；纳米技术还推动微型化...
拉曼光谱能够以非破坏、无创和无标记方式探测样品的生化组成，并在分子水平提供特异性信息。然而拉曼效应很弱，只有极少数入射光子发生非弹性散射，因此高效收集拉曼散射光子并识别系统中的噪声源至关重要。本研究针对生物传感器应用，对三种共聚焦拉曼光谱仪的性能进行比较与评估：低成本自制CMOS相机拉曼光谱仪、中端微型CCD拉曼光谱仪以及配备深冷C...
前列腺癌（PCa）是男性最常见癌症之一。自20世纪90年代以来，前列腺特异性抗原（PSA）被广泛用作PCa相关蛋白生物标志物，但PSA检测在诊断、监测和治疗PCa患者时特异性和敏感性不足。同时检测多种PCa相关蛋白生物标志物，即多联检测，可改善诊断准确性。若采用酶联免疫吸附试验（ELISA）等传统方法，多联检测会增加所需样本量、分析...
蛋白或微生物菌株设计的高通量表征耗时费力，限制了高性能生物催化剂的开发。转录生物传感器可将难以观察的生产表型转化为可检测信号，从而在短时间内快速表征数千个变体；但许多目标分子缺乏决定传感器特异性的特异性转录调控因子。本文提出一种结合半理性过渡配体策略与流式细胞分选（FACS）的方法，用于快速工程化生物传感器特异性。该两步策略首先将生...
电响应生物材料是生物医学与材料科学中重要且新兴的技术。大量研究关注正常与疾病细胞生物学中电传导的整合作用，材料科学家也日益重视天然及杂化材料作为可模拟细胞特性的生物材料来源。本综述系统总结了以蛋白质聚合物和多糖制备的电导生物材料在材料种类、电学理论、制备方法和生物医学应用方面的进展。这些材料可用于新型药物递送、组织再生和生物传感技术...
近年来，癌症发病率和死亡率持续上升，亟需准确、快速的早期诊断方法。传统肿瘤细胞检测方法如组织病理学和免疫学方法常存在操作复杂、成本高、假阳性率高且依赖专业人员等不足。随着传感技术迅速发展，电化学细胞传感器因高灵敏度、设备简单、成本低等优点，在肿瘤细胞检测领域受到广泛关注。这类传感器不仅能区分肿瘤细胞与正常细胞，还可实现肿瘤细胞表面靶...
饲料中谷物受霉菌毒素污染可引发家畜中毒，因此需要快速、高选择性和高灵敏度的分析工具对饲料中真菌毒素进行定性定量检测。当前食品与饲料分析趋势关注生物传感器技术，其可在最少样品前处理和试剂消耗下实现快速检测。本文综述了近年来用于谷物和饲料中脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）和玉米赤霉烯酮（ZON）检测的生物传感器研究进展，重点讨论新型生物敏感...
肝脏是乙肝病毒、丙肝病毒和疟原虫等致命病原体的靶器官，也是药物反应差异和药物性肝损伤的重要来源。现有药物可降低全球肝内病原体相关发病率和死亡率，但临床证据显示宿主因素对设计安全有效个体化治疗至关重要。传统二维细胞培养中细胞贴壁均一，“一刀切”模型在临床前药物开发中难以准确评估治疗安全性与有效性。干细胞生物学、生物工程和材料科学进展使...
导模共振（GMR）传感器因结构简单、检测方案容易、效率高和线宽窄，被广泛用作生物传感器。然而，其应用受限于相对较低的灵敏度（<200 nm/RIU）和较低的品质因数（FOM，<100 1/RIU）。以往研究通常分别提高灵敏度或 FOM。为实现灵敏度和 FOM 的同时增强，作者提出一种金属层辅助双光栅（MADG）结构：在双光栅下方设置...
微塑料因广泛存在及其对人体的潜在危害而受到关注，评估微塑料与健康细胞的生物物理相互作用已成为研究重点。本研究聚焦于利用表面等离子共振（SPR）探索微塑料的运动模式并发展低浓度检测方法。首先通过研磨和过滤制备平均粒径约20 μm的微塑料，并探究其在SPR微流控中的运动方式；随后利用SPR分析其特性。色谱分析表明，微塑料的表面电荷主导洗...