Advanced biosensors for glucose and insulin.
糖尿病是一种持续终身的慢性代谢疾病。葡萄糖和胰岛素是监测和控制该疾病的主要指标。在糖尿病的诊断和控制中，常使用多种实验室检测。其中，血糖浓度测定是主要诊断标准之一。适当控制血糖水平可延缓并更大程度地预防并发症。因此，血糖监测是糖尿病管理的必要工具。胰岛素在葡萄糖代谢中起重要作用，其测定对糖尿病的诊断和控制具有重要价值。基于不同机制已...
Integration of microbead DNA handling with optomagnetic detection in rolling circle amplification assays.
滚环扩增（RCA）是一种线性等温核酸扩增技术，因垫锁探针识别具有高度特异性而广泛用于生物分子检测。磁性微珠（MMBs）可在多步检测中通过外部磁铁实现样品分离与转移，而光磁测量可通过磁性纳米颗粒（MNPs）的旋转扩散性质检测扩增产物，并可在任意透明样品容器中完成。本文提出两种将MMB样品处理与芯片上光磁检测整合到RCA检测中的策略。策...
Technological interventions and advances in the diagnosis of intramammary infections in animals with emphasis on bovine population-a review.
乳腺炎是乳动物乳房炎症，造成重大经济损失。由于疾病复杂、经济损失大、乳制品行业重要性上升及公共卫生关注，需要开发能快速、准确、确证乳腺炎的诊断方法。乳腺炎诊断可分为一般/表型检测和特异/基因型检测。表型检测识别不针对特定病原的一般改变；基因型检测具有特异性，可用于确证诊断，包括特异性培养、PCR及其多种形式（如qRT-PCR）、环介...
An electrochemiluminescence biosensor for the detection of soybean agglutinin based on carboxylated graphitic carbon nitride as luminophore.
大豆凝集素（SBA）是凝集素家族的重要糖蛋白，属于具有明显毒性和副作用的抗营养因子，并在肿瘤分析中具有重要作用。为实现SBA的灵敏检测，作者构建了一种三明治结构电化学发光（ECL）生物传感器，以羧基化石墨相碳氮化物（C-g-C3N4）为发光体，以D-半乳糖胺（galM）为识别元件。玻璃碳电极（GCE）表面修饰金纳米颗粒（Au NPs...
Recent advances in biosensor for detection of lung cancer biomarkers.
肺癌是威胁全球人类生命的主要恶性肿瘤，死亡率最高。肺癌的早期检测对早期诊断和后续治疗至关重要。然而，传统检测方法因灵敏度低、成本高和侵入性操作而应用受限。肿瘤标志物作为生化参数，可反映肿瘤发生与进展，在生物传感器开发中具有灵敏、便捷、低成本等优势，是构建肺癌检测生物传感器的理想候选物。本综述系统介绍了2013—2019年用于检测肺癌...
Quantitative detection and evaluation of thrombus formation based on electrical impedance spectroscopy.
本研究采用电化学阻抗谱（EIS）对血栓形成进行定量测量与评估，验证了非侵入式血栓检测方法的可行性。通过阻抗分析仪获取血液在血栓形成过程中的复阻抗 Z*(t)，发现其随凝血进程呈现规律性变化，可划分为三个阶段：加入 CaCl2 后最初约 2 min 内阻抗快速下降，随后 2–20 min 缓慢上升，20–40 min 快速上升。作者从...
Novel thiolated-PEG linker molecule for biosensor development on gold surfaces.
表面修饰连接分子可直接影响生物传感器的性能与使用寿命。它们既要允许生物识别层固定在传感器表面，又要保护表面免受污损效应。近期进展确定了若干可提高表面修饰连接分子层效率、稳定性和抗污效果的关键因素。本文报道了一种新型巯基化聚乙二醇表面修饰分子（DSPEG2）的简单合成方法、结构表征及其作为金表面多功能连接分子的应用。采用飞行时间二次离...
Click-Type Protein-DNA Conjugation for Mn
本文提出一种点击型蛋白-DNA偶联反应，命名为MnDDC（Mn2+激活的DCV-DNA偶联）。该反应以鸭环状病毒复制起始蛋白截短片段DCV及其靶DNA为模块化元件，在Mn2+依赖下快速、高效、位点特异性地形成蛋白-DNA共价连接。基于MnDDC，作者构建了由DCV和分子信标组成的荧光Mn2+生物传感器，可在2 min内以纳摩尔灵敏度...
Advances in detection of hazardous organophosphorus compounds using organophosphorus hydrolase based biosensors.
随着农业增产对农药和杀虫剂需求增加，高毒有机磷（OP）化合物在土壤、水体和食物链中残留并造成急性中毒与长期神经毒性，因此需要快速、现场、准确的检测方法。有机磷水解酶（OPH）因能水解含P–O、P–S、P–F和P–CN键的多种OP底物，成为酶基生物传感器的重要识别元件。本文综述了将游离、固定或偶联OPH用于OP检测的最新进展，涵盖电化...
Development of a Surface Plasmon Resonance and Fluorescence Imaging System for Biochemical Sensing.
表面等离子共振（SPR）生物传感器是一种高灵敏度光学技术，通过检测传感界面折射率变化实现实时分析。荧光检测利用物质吸收光后发射的特征光，根据吸收与发射参数判断特定分子的存在及含量。SPR与荧光分析均可用于实时检测，但SPR对低分子量物质检测受限，荧光定量能力不足。本文设计并开发了一种SPR与荧光同步检测系统。SPR模块基于角度扫描和...
Aptamer-peptide conjugates as a new strategy to modulate human α-thrombin binding affinity.
适配体是单链RNA或DNA分子，能特异性识别靶标，并已被证明可用于功能化高灵敏生物传感器。α-凝血酶是一种胰蛋白酶样丝氨酸蛋白酶，在止血和血栓形成中起关键作用，其异常活性或过表达与多种疾病相关。为构建可准确检测凝血酶的高通量生物传感器，用于相关疾病早期诊断和治疗，本文提出一种调节α-凝血酶与适配体TBA15相互作用的新策略。将TBA...
Surface plasmon resonance biosensor for the ultrasensitive detection of bisphenol A.
双酚A（BpA）广泛用于塑料容器，可从塑料中溶出并进入人体，作为内分泌干扰物带来健康风险。为降低人群暴露，需要快速、灵敏的 BpA 检测方法。本文报道一种新型表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于超灵敏检测 BpA。该传感器采用结合抑制检测格式，并将功能化金纳米颗粒引入信号放大：样品中的 BpA 与生物素化抗 BpA 抗体竞争结合...
Enzyme-Functionalized Piezoresistive Hydrogel Biosensors for the Detection of Urea.
尿素既是化肥、饲料和医药工业中的重要原料，也是血液与尿液中反映代谢状态的关键生物标志物，因此可靠的尿素检测传感器具有重要应用价值。本文报道了一种基于脲酶功能化水凝胶的新型尿素生物传感器。脲酶在聚合过程中被物理包埋于pH敏感聚(丙烯酸-共-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)水凝胶中，催化尿素水解并产生碱性pH变化；该pH变化引起水凝胶溶胀，溶胀...
Detecting acid phosphatase enzymatic activity with phenol as a chemical exchange saturation transfer magnetic resonance imaging contrast agent (PhenolCEST MRI).
苯酚含有可交换羟基质子，其1H NMR共振频率位于水峰4.8 ppm处，因此在酸性或碱性条件下可分别通过化学交换饱和转移磁共振成像（CEST MRI）或基于交换的T2弛豫增强（T2ex）效应以亚毫摩尔浓度被检测。作者此前研究了苯酚及其衍生物的T2ex效应，但苯酚的CEST特性尚不明确，也未见利用苯酚天然CEST MRI效应检测酶活性...
Enzyme nanoparticles and their biosensing applications: A review.
酶纳米颗粒（ENPs）是酶分子在纳米尺度（10–100 nm）形成的聚集体，可经透射电镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见光谱、X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、扫描电镜（SEM）和电化学阻抗谱（EIS）表征。酶具有底物特异性、催化活性及温和条件下调控代谢反应的能力，但直接应用易降解，影响分析器件性能...
Bipolar electrode-electrochemiluminescence (ECL) biosensor based on a hybridization chain reaction.
本研究设计了一种基于杂交链式反应（HCR）诱导电化学发光（ECL）放大的闭合双极电极（BPE）芯片，用于同时检测DNA和过氧化氢（H2O2）。该平台无需图案化ITO双极电极，而是由ITO玻璃表面键合两层聚二甲基硅氧烷（PDMS）片构成。ITO阴极经双极电沉积修饰金纳米颗粒（Au NPs），既可用于生物分子功能化，又能放大BPE阳极的...
Influence of Electrode Connection Tracks on Biological Cell Measurements by Impedance Spectroscopy.
生物传感器的检测限是重要参数，优化后可检测更少细胞并缩短检测时间。该参数可通过减小电极尺寸改善，但检测速率也会降低。为避免该问题，作者提出由 20×20 µm² 共面方电极组成的传感器矩阵，采用标准洁净室工艺制造。然而发现电极连接走线暴露于溶液会降低归一化阻抗变化。为此，本文分析电极连接走线对阻抗谱法生物细胞测量中归一化阻抗变化和截...
Plasmon-Enhanced Electrochemiluminescence of Silver Nanoclusters for microRNA Detection.
表面等离子体增强电化学发光（SPEECL）因灵敏度高、操作简便而受到关注。本文报道了一种新型 SPEECL 体系，以 DNA 模板银纳米团簇（DNA-AgNCs）为电化学发光（ECL）发光体，以金纳米颗粒（AuNPs）为局域表面等离子体共振（LSPR）增强源。DNA-AgNCs 具有低毒性且无需标记，有利于生物传感应用。通过改变 D...
Multidimensional (0D-3D) nanostructures for lung cancer biomarker analysis: Comprehensive assessment on current diagnostics.
肺癌诊断的实际成效与降低全球首位癌症死亡风险密切相关。尽管对肺癌发生机制和多模式治疗已有进展，患者总体生存率仍较低，晚期诊断仍是主要障碍。在低成本、便携和无创临床采样需求推动下，纳米技术正成为肺癌诊断的关键方向，当前研究重点是将纳米材料与生物传感器结合，以获得理想传感性能。本综述系统总结零维至三维纳米结构及其纳米复合材料在肺癌生物标...
Highly sensitive immunodiagnostics at the point of care employing alternative recognition elements and smartphones: hype, trend, or revolution?
目前临床即时检测（POC）免疫诊断通常使用抗体作为生物识别元件，并通过目视或专用设备读出。然而，具有优良特性的替代生物识别元件以及基于智能手机的信号读出方法，对这一传统配置在分析性能和实用性方面提出了挑战。评估这些发展的临床相关性及其对POC免疫诊断的影响颇具难度。因此，本综述第一部分概述基于替代识别元件（如核酸适配体或工程化结合蛋...