10.1021/acsami.1c03715
本文报道利用结合表面等离子共振（SPR）和光波导光谱（OWS）的倏逝波光学生物传感器，原位监测固相表面连接单链DNA（ssDNA）链的生长。通过滚环扩增（RCA）实现grafting-from方式生长，锚定在金传感器表面的ssDNA链随时间逐渐延长并被光学追踪。当聚合物链密度足够高时，ssDNA形成厚度超过10 μm的刷状结构，可支...
Interdigitated Electrode Biosensor Based on Plasma-Deposited TiO
本文报道了一种基于热等离子体沉积二氧化钛（TiO2）纳米颗粒的叉指电极（IDE）DNA生物传感器。高纯度TiO2纳米颗粒通过热等离子体法合成并直接沉积于铂（Pt）叉指电极表面，随后用（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷（APTES）对TiO2层进行硅烷化活化，并将羧基修饰的单链探针DNA固定于电极表面，构建无标记DNA检测界面。利用透射电镜...
Nanopore Technology and Its Applications in Gene Sequencing.
近年来，纳米孔技术在生命科学与生物医学研究中日益重要。该技术通过在薄膜中嵌入纳米级孔道并测量电化学信号，可用于研究核酸及其他生物大分子。牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technology, ONT）是纳米孔技术最成功的应用之一，标志着第四代基因测序技术的开端。本综述系统介绍了纳米孔基因测序的工作原理与信号处理技术，...
Biosensors Coupled with Signal Amplification Technology for the Detection of Pathogenic Bacteria: A Review.
由食源性病原菌引起的食源性疾病是食品安全领域的重大问题，因此快速筛查和灵敏检测食源性病原菌对保障食品安全具有重要意义。目前，已有大量研究报道将生物传感器与信号放大技术相结合，实现病原菌的快速灵敏检测。本综述系统总结了生物传感器耦合信号放大技术用于病原菌检测的研究进展，内容涵盖：（1）生物传感器的发展历史、基本概念与工作原理；（2）生...
Deep Eutectic Solvents (DESs) and Their Application in Biosensor Development.
深共晶溶剂（DESs）是一类新型溶剂，其熔点较起始组分显著降低。通常将氢键受体（HBA）与氢键供体（HBD）在约80 °C混合即可简单制备。DESs已在有机合成、电化学和生物催化等领域得到应用，与常规溶剂相比具有更好的生物降解性和更低毒性。本文综述了DESs在生物传感器开发中的应用，讨论这一绿色溶剂在不同领域日益受到关注的现状，以及...
Biosensor-Assisted Adaptive Laboratory Evolution for Violacein Production.
紫罗兰素（violacein）是一种天然紫色色素，广泛用于化妆品，并具有强效抗菌和抗病毒活性。它可由色氨酸（tryptophan）合成，因此充足的色氨酸生物合成是紫罗兰素高产的关键。然而，在大肠杆菌（Escherichia coli）中，色氨酸合成与降解途径相互交织并受复杂调控，使色氨酸过量生产具有挑战性。本研究采用适应性实验室进化...
ASSURED Point-of-Need Food Safety Screening: A Critical Assessment of Portable Food Analyzers.
官方食品化学安全检测通常依赖液相色谱或气相色谱联用质谱，虽为定量确证的金标准，但需采样、送中央实验室、昂贵设备和专业人员。因此，现场快速筛查食品污染物的便携式手持设备需求增加。近年来，智能手机基、微流控芯片基和纸基设备与电化学及光学生物传感平台集成取得进展，便携式质谱也可能将确证分析从实验室带到现场。尽管这些系统为便携式食品检测带来...
Optimization of High-Density Fe-Au Nano-Arrays for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy of Biological Samples.
多孔氧化铝模板法因几何精确、成本低而受到关注。本文利用纳米多孔氧化铝膜制备纳米线森林，提出一种适合表面增强拉曼光谱（SERS）的自下而上纳米制造方法。金和铁通过膜的直通道电镀形成纳米线；其六方排列和极高密度可激发等离子体共振并检测拉曼信号。作者优化了减小孔距、从而降低电沉积后纳米线间距的方法，因为预测当间隙小于10 nm时光强增强因...
Nanoparticle transfer biosensors for the non-invasive detection of SARS-CoV-2 antigens trapped in surgical face masks.
检测呼吸道样本中的SARS-CoV-2抗原已成为筛查新发感染的重要手段，但通常需要由专业人员采集鼻咽拭子，给医疗系统带来压力。本文提出一种非侵入性新冠诊断方法，利用可穿戴移动生物传感器检测患者佩戴外科口罩时截留在口罩中的病毒抗原。该生物传感器由含纳米颗粒储库的滤纸构成，接触口罩时纳米颗粒从传感器转移到口罩上，并产生可用智能手机应用定...
Rapid RNase inhibitor production to enable low-cost, on-demand cell-free protein synthesis biosensor use in human body fluids.
人体体液中含有大量可用于疾病诊断、预后、治疗监测和评估的生物标志物。基于无细胞蛋白合成（CFPS）的生物传感器可实现按需、居家、快速、低成本检测多种体液生物标志物，但现有CFPS传感器依赖商业核糖核酸酶抑制剂（RNase inhibitor, RI），其成本约占传感器总试剂成本的90%。本研究首次利用大肠杆菌裂解液CFPS系统生产小...
An "off-on" electrochemiluminescence biosensor coupled with strand displacement-powered 3D micromolecule walking nanomachine for ultrasensitive detection of adenosine triphosphate.
本文开发了一种由链置换驱动的三维（3D）小分子行走纳米机器，用于构建新型开关型电化学发光（ECL）生物传感器，实现三磷酸腺苷（ATP）的超灵敏检测。以往报道的行走纳米机器多限于DNA行走体，而该3D行走纳米机器以小分子ATP为行走体。首先，将TiO2和银纳米粒子（Ag NPs）功能化的N-(4-氨基丁基)-N-(乙基异鲁米诺)（Ag...
A Review on the Role and Performance of Cellulose Nanomaterials in Sensors.
传感器与生物传感器作为快速、可靠、早期诊断人类疾病以及监测空气和水体环境污染物的分析工具，具有重要作用。近年来，纳米材料被用于传感器制造，以提升灵敏度、选择性和便携性。纤维素纳米材料（CNM），包括纤维素纳米纤丝（CNF）、纤维素纳米晶（CNC）和细菌纤维素（BC），因其超分子结构、生物相容性和高反应活性官能团，在各类传感器制备中迅...
COVID-19 rhapsody: Rage towards advanced diagnostics and therapeutic strategy.
新冠疫情对全球公共卫生构成严重威胁，亟需快速诊断与有效治疗。传统核酸检测如实时逆转录PCR具有较高特异性和敏感性，但存在假阴性、耗时长及样本核酸不足等问题。本文综述了多种现代诊断技术，包括生物传感器、CRISPR-Cas核酸检测、下一代测序、血清学、数字诊断和影像学方法，并比较其快速、灵敏、便携等优势。同时，文章总结了常规药物治疗、...
Recent advances in biomedical, biosensor and clinical measurement devices for use in humans and the potential application of these technologies for the study of physiology and disease in wild animals.
实现更精准诊断与连续健康监测的目标，推动了医学传感与生物传感器技术成为资金充足、发展迅速的研究领域。该领域涵盖多个子方向，需要工程师、化学家、生物化学家和临床医生跨学科协作。当前主要趋势是开发有效的即时检测（POCT）以及植入式/可穿戴技术，用于早期诊断和连续监测。本综述概述器件工程、化学、纳米科学和生物分子检测等相关领域的最新进展...
DNA nanostructure-based nucleic acid probes: construction and biological applications.
近年来，DNA 因生物相容性好、可程序化组装，被广泛用于生物传感、体内成像、药物开发和疾病治疗。传统 DNA 传感多依赖游离 DNA 探针的随机扩散，动力学受限且效率较低；单链 DNA 探针还面临细胞内化困难、易被核酸酶降解等问题。DNA 纳米结构探针通过一维、二维和三维自组装结构，将核酸探针定位、多价化或封装，可显著提高生物稳定性...
Detection and remediation of pollutants to maintain ecosustainability employing nanotechnology: A review.
人类活动导致的环境恶化威胁可持续、清洁与绿色环境，有害化学物质在土壤、水和空气中的积累显著影响各类生态系统。本文概述了过滤、吸附、絮凝、凝聚、色谱和质谱等传统污染物检测技术面临的挑战，并强调环境纳米技术通过减少原材料、电力和农用化学品的过度使用以及工业废水排放，为可持续环境提供了创新途径。表面增强散射、表面等离子共振以及银、二氧化硅...
Optimizing antimicrobial use: challenges, advances and opportunities.
最佳抗菌药物剂量应在实现临床疗效的同时，最大限度降低毒性和耐药性产生。药代动力学可因合并症或其他药物等因素出现显著变异，进而影响抗菌药物药效学和治疗成功。虽然当前抗菌药物剂量优化方法能够处理固定变异，但要理解和应对个体内及个体间存在的残余变异，仍需更好的监测和快速调整给药方法。本文综述抗菌药物剂量优化更广泛实施所面临的当前挑战，并强...
Infrared Plasmonic Biosensor with Tetrahedral DNA Nanostructure as Carriers for Label-Free and Ultrasensitive Detection of miR-155.
微小RNA在早期发育、细胞增殖、凋亡和死亡中发挥重要作用，并在多种癌症中异常表达，因此无创、定量检测 microRNA 对早期癌症诊断至关重要。本文报道了一种基于表面增强红外吸收（SEIRA）的等离激元生物传感器，用于快速、无标记、超灵敏检测 miR-155。该传感器利用超材料完美吸收体（MPA）激发 SEIRA 效应，在 micr...
Biosensor Technologies for Early Detection and Quantification of Plant Pathogens.
植物病原是作物产量下降的主要原因，并可能导致人和动物食物短缺。尽管化学防治仍是降低叶部真菌病害发生的主要手段，但频繁使用会使真菌群体产生耐药性；过度喷药还会造成环境污染并给种植者带来沉重经济负担。为预防或控制病害流行，种植者需要准确、灵敏、快速地检测致病原，从而选择并实施最佳病害管理策略。为此，已发展多种依赖培养、生化和分子方法用于...
Microneedle-based devices for point-of-care infectious disease diagnostics.
近期新冠疫情、埃博拉等传染病暴发凸显快速准确诊断对启动治疗和阻断传播的重要性。成功诊断策略依赖高效生物采样和及时分析，但现有方法多具侵入性，且依赖专业设备、设施与人员，集中检测可及性差，可能增加传播风险。可自我操作的即时诊断（PoC）微针装置有望解决上述问题。微针阵列能以微创方式从皮肤中检测生物标志物，实现近实时诊断。目前专门用于传...