Development of Mn
金属离子在生物体和材料中广泛存在，过量摄入可危害健康并污染环境，因此需要高灵敏、高选择性的金属离子监测分子。DNA 可形成多种结构，并可用于传感器和材料。富含鸟嘌呤的序列可响应金属离子形成 G-四链体和 G-线，因此可用于金属离子检测。本研究利用基于 G-四链体设计的离子响应 DNA 适配体（IRDAptamer）文库筛选可诱发神经...
CNT and Graphene-Based Transistor Biosensors for Cancer Detection: A Review.
癌症早期诊断的关键在于在肿瘤发展初期识别恶性病变，从而降低死亡率并提高生存率。癌症生物标志物在判断癌细胞分期、监测肿瘤生长和评估治疗效果中发挥重要作用。传统癌症检测方法常涉及耗时的核酸扩增、靶标检测和复杂处理流程，难以满足快速筛查需求。生物传感器正成为癌症检测的有前景诊断工具，其中碳纳米管（CNT）和石墨烯基晶体管生物传感器凭借独特...
Aerosol Jet Printing-Enabled Dual-Function Electrochemical and Colorimetric Biosensor for SARS-CoV-2 Detection.
本文开发了一种基于气溶胶喷墨打印的双功能生物传感器，以SARS-CoV-2 RNA为例用于病原体的灵敏检测。Lbu-Cas13a/gRNA复合物在靶RNA存在下被激活，发生旁路反式切割含HRP标记的单链RNA探针；HRP催化TMB氧化，同时产生颜色变化和电化学信号变化。该方案无需复杂靶标扩增和探针固定，具有飞摩尔级检测灵敏度，动态范...
VEGF Detection via Impedance Spectroscopy on Surface Functionalized Interdigitated Biosensor.
血管内皮生长因子（VEGF）是临床重要生物标志物，参与血管生成、伤口愈合、肿瘤生长、肺发育及视网膜疾病等过程，因此其检测与定量对多种疾病诊断具有重要意义。本文提出一种简单且低成本的平台，利用商用互指传感器进行 VEGF 蛋白检测，并通过表面修饰使 DNA 适配体以适宜方式呈现于传感表面，用于捕获 VEGF。传感器指间介电特性可被带负...
Biomimetic Flexible Sensors and Their Applications in Human Health Detection.
仿生柔性传感器是一类具有高灵敏度、选择性、稳定性和可靠性的新型生物传感器，可在复杂自然与生理环境中实现检测，为医疗监测与诊断、环境监测及识别提供高效、节能、便捷的应用。将传感器件与柔性基底结合，模仿生物体的柔性结构，从而检测多种生理信号，已成为研究热点。在人类健康检测领域，仿生柔性传感器的应用日益广泛，未来有望发展为以患者为中心的诊...
Application of Paper-Based Microfluidic Analytical Devices (µPAD) in Forensic and Clinical Toxicology: A Review.
中毒事件要求快速、必要时现场获得分析结果，因此研究者开发了适用于非专业实验室和即时检测（PON）的快速、灵敏、低成本方法与设备。近年来，纸基微流控分析设备（µPAD）快速发展，为检测有害化合物提供了传统快速检测之外的低成本替代方案。µPAD 已被用于检测毒物（砷、氰化物、乙醇、亚硝酸盐）、药物及滥用药物（苯二氮卓类、卡西酮类、可卡因...
Biosensing by Polymer-Coated Etched Long-Period Fiber Gratings Working near Mode Transition and Turn-around Point.
本文提出一种结合三种增强策略的长周期光纤光栅（LPFG）生物传感器，用于提高其在生物传感常用折射率（约1.333）附近的灵敏度。三种策略分别为：使包层模工作在模态转变（MT）附近、工作在转折点（TAP）附近，以及通过化学刻蚀减小包层直径以增强倏逝场。作者首先通过理论仿真优化光栅周期、刻蚀后光纤直径和聚合物覆盖层厚度，使LP0,7包层...
Electrochemiluminescence of Semiconductor Quantum Dots and Its Biosensing Applications: A Comprehensive Review.
电化学发光（ECL）是由电化学反应触发的化学发光，因无需外部光源、背景低、时空可控，在生物传感和成像中具有重要价值。半导体量子点（QDs）作为新兴 ECL 发光体，相比传统分子发光体具有更高发光效率和可调发射波长，有望提升 ECL 生物传感器的灵敏度与通量。本文系统综述了以半导体 QDs 为发光体的 ECL 研究进展：首先讨论不同共...
Application of CRISPR Cas Systems for Biosensing.
生物传感器的核心在于对生物标志物的高灵敏、高选择性识别与定量。传统识别元件如抗体依赖分子相互作用，信号转导需额外设计；而 CRISPR-Cas 系统具有可编程核酸切割能力，本身兼具识别与执行功能，可用于构建简单界面和分子电路，检测蛋白质、核酸等多种靶标。本文作为《CRISPR-Cas 系统在生物传感中的应用》特刊编辑前言，旨在展示 ...
Biosensors in microalgae: A roadmap for new opportunities in synthetic biology and biotechnology.
从工程微生物合成大宗和高价值产品，通常可提供比化石或低效、不可持续自然资源更便宜、高效且可持续的替代方案。异养微藻如酵母和细菌已提供大量机会，一些光合微藻正作为有前景的自动光选项出现。微藻通过光合作用利用阳光和水生长，产生氧气并固定二氧化碳，具有可再生和可持续潜力。光合微藻高度异质且多样，许多类群通过不同路径进化并适应不同栖息地。作...
Graphene Sensor Arrays for Rapid and Accurate Detection of Pancreatic Cancer Exosomes in Patients' Blood Plasma Samples.
基于石墨烯场效应晶体管（GFET）的生物传感器有望用于早期疾病诊断的即时检测工具，但石墨烯传感器的可重复性、制造良率、德拜屏蔽及非特异性物种检测等问题限制了其临床推广。本文证明晶圆可扩展的 GFET 阵列平台可获得有意义的临床结果。以胰腺导管腺癌（PDAC）为高临床相关性案例，作者开发了一种准确、稳健且便携的 GFET 阵列生物传感...
Impact of trap-related non-idealities on the performance of a novel TFET-based biosensor with dual doping-less tunneling junction.
本文提出一种基于隧穿场效应晶体管（TFET）的新型介电调制生物传感器。该器件由位于 n+ 漏区上方的双无掺杂隧穿结构成，采用湿法刻蚀在栅介质中形成两个空腔；当不同生物分子进入空腔时，栅极静电完整性随之改变，从而调制器件电学特性。利用 Silvaco ATLAS 器件仿真器开展数值模拟，结果表明，考虑陷阱辅助隧穿（TAT）会显著影响生...
Assay methods based on proximity-enhanced reactions for detecting non-nucleic acid molecules.
准确可靠地检测核酸、蛋白和小分子等生物分子对疾病诊断与治疗至关重要。核酸检测已发展出多种简单均相方法，但蛋白和小分子等非核酸分子通常依赖耗时、需专业人员或仪器的非均相方法。近年来，基于邻近增强反应（PER）的方法被用于非核酸分子检测，可在均相液相中通过单步操作进行。本文综述了三种基于PER的非核酸分子检测方法：邻近连接检测（PLA）...
Current development of biosensing technologies towards diagnosis of mental diseases.
生物传感器是将生物标志物浓度转换为可测电信号的装置，具有无创、轻便、自动化和生物相容性好等特点，近年来显著推动了医学诊断，尤其是精神疾病诊断的发展。传统精神疾病诊断依赖精神科医生临床经验、体格症状和患者自评量表，耗时、昂贵且受主观解释影响；而生物传感器可通过监测生物标志物异常数据，客观、连续地检测疾病状态。本文综述生物传感器在精神疾...
Next-generation diagnostic test for dengue virus detection using an ultrafast plasmonic colorimetric RT-PCR strategy.
当前新冠疫情凸显了资源有限地区对简单、低成本且高灵敏诊断平台的迫切需求。本文报道了一种基于等离子体光热（PPT）逆转录-比色聚合酶链式反应（RTcPCR）的登革病毒（DENV）分子诊断方法。该策略利用等离子体磁性纳米颗粒（PMNs）在红外 LED 照射下产生光热效应，实现快速温度循环，从而在 54 min 内完成 DENV RNA ...
Responsive Janus droplets as modular sensory layers for the optical detection of bacteria.
生物传感器的发展受新型功能转能材料推动。材料创新有望突破硬件限制、降低成本并扩大应用。光学传感器因可近实时、无创且灵敏地检测分析物而受关注；光学换能器可将物理、化学或生物事件转化为荧光、折射率或光谱位移等可检测变化。智能换能器还能改善信号传递与放大，提升生物传感器实用性，而当前应用常受限于传感区域内识别物–分析物相互作用难以重复。刺...
Research on Detection of Ultra-Low Concentration Anthrax Protective Antigen Using Graphene Field-Effect Transistor Biosensor.
保护性抗原（PA）是炭疽早期诊断的重要生物标志物，在炭疽早期入侵阶段产生的 PA 量较少，因此极低浓度 PA 的准确检测一直是生物医学领域的研究热点。石墨烯场效应晶体管（Gr-FET）生物传感器具有检测时间短、检测限低、体积小和易于集成等优点，为超微量生物标志物检测提供了新途径。本研究首先通过酶联免疫吸附试验（ELISA）考察不同浓...
2D Gallium Sulfide-Based 1D Photonic Crystal Biosensor for Glucose Concentration Detection.
一维光子晶体生物传感器在血糖检测中备受关注。本文提出两种基于二维范德华材料的一维光子晶体生物传感器设计：第一种为硫化镓/白云母多层结构 [GaS/Mica]ND[GaS/Mica]N，第二种为硫化镓/葡萄糖溶液多层结构 [GaS/G]ND[GaS/G]N。作者采用传输矩阵法，对有无缺陷层的光子晶体光学特性进行数值分析，并考察周期数、...
Emerging Biosensing Methods to Monitor Lung Cancer Biomarkers in Biological Samples: A Comprehensive Review.
肺癌是全球最常见且致死率最高的恶性肿瘤之一，每年造成约150万例死亡。尽管治疗技术和新药不断进步，高病死率和发病率仍是重大挑战。超过75%的肺癌患者在确诊时已处于晚期，预后较差。肺癌发生发展涉及基因和表观遗传异常，快速、准确、可靠地检测生物流体中的肺癌标志物对风险评估和降低死亡率至关重要。传统诊断工具对早期肺癌敏感性不足，亟需新型生...
Medical viruses: diagnostic techniques.
近期由SARS-CoV-2、猴痘、H1N1、埃博拉病毒等病毒引起的流行和疫情给人类造成重大破坏、全球经济下滑和心理创伤。多种病毒被发现可能引发严重问题，因此早期诊断病毒并理解其感染模式十分必要。在宿主体内早期检测病毒可为及时、战略性管理提供依据。科学家已开发出若干有效、高效的病毒检测方法。本综述解释了几类诊断技术：基于生物传感器、免...