本文提出四种基于石墨烯-等离子体纳米组合的结构，用于检测冠状病毒尤其是 COVID-19。这些结构按半球形阵列和一维光子晶体格式排列，半球形与板状层由铝（Al）、金（Au）、二氧化硅（SiO2）和石墨烯（graphene）构成。一维光子晶体可使吸收峰波长向短波方向移动，同时提高吸收峰值。为提升器件功能，作者考察了结构参数和石墨烯化学...
本文提出一种用于检测 SARS-CoV-2 病毒的新型表面等离子共振（SPR）生物传感器。该传感器采用 Kretschmann 构型，以 CaF2 棱镜为基底，并在其上依次沉积银（Ag）、二氧化钛（TiO2）和 MXene（Ti3C2TX）纳米层，以提升传感性能。作者利用 Fresnel 方程和传输矩阵法（TMM）对反射率曲线及性能...
侵袭性真菌感染（IFIs）由酵母或霉菌定植深部组织引起，常见病原包括念珠菌、曲霉、隐球菌和肺孢子菌等。随着免疫抑制患者增多，IFIs全球负担上升，早期准确诊断对控制感染、降低死亡率至关重要。传统显微镜和培养法存在灵敏度低、耗时长、操作复杂且依赖专业人员等局限，难以满足临床需求。近年来，真菌诊断已从传统培养方法发展到多种非培养检测工具...
近期生物传感器研究有望实现大基因文库高通量筛选，但生理限制和机制知识不足会阻碍微生物系统高滴度，也影响生物传感器应用。本文表征了先前开发的基于转录因子 ExuR 的半乳糖醛酸生物传感器对其另一配体葡萄糖醛酸的响应。在受控理想条件下，该传感器对葡萄糖醛酸表现出理想响应；但在将其应用于不同 myo-肌醇加氧酶（MIOX）同源物时，响应出...
霍乱弧菌（Vibrio cholerae, Vc）是霍乱的病原菌，其污染水和海产品会引发严重食品安全问题，尤其影响海产品行业。本文旨在建立 Vc 的快速检测方法。作者使用未修饰 DNA 文库，通过九轮体外选择（SELEX）筛选出可特异性识别 Vc 的 DNAzyme，并基于荧光检测和凝胶电泳评估其活性。最终获得活性与特异性均较好的 ...
2019冠状病毒病（COVID-19）大流行凸显病毒传播对全球生物安全的重大威胁。早期检测和治疗是控制疫情的关键。严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）目前主要依靠常规分子方法检测，但这些方法耗时长、依赖高技能人员、昂贵设备和生化试剂，且检测准确性有限，难以满足应急需求。纳米材料与生物技术的交叉进展，尤其是纳米材料基生...
2019冠状病毒病（COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，给人类社会造成重大灾难。尽管逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）是检测SARS-CoV-2最有效的方法，但其检测时间长、依赖专业人员、仪器昂贵且需要实验室条件，限制了广泛应用。本综述系统总结了基于表面增强拉曼散射（SERS）、表面等离子...
荧光水凝胶是用于即时诊断便携式生物传感器的有前景候选材料，因为三维水凝胶结构可固定亲和标签，对有机分子的结合容量高于免疫层析试纸；荧光检测比金纳米颗粒或染色乳胶微球的比色检测更灵敏；凝胶基质性质可精细调节以适配不同分析物；水凝胶生物传感器可重复使用并适合实时动态过程研究。水溶性荧光纳米晶因独特光学性质广泛用于体外和体内生物成像，基于...
传染病是水产养殖中最令人担忧的问题，可导致水生生物高死亡率和巨大经济损失。尽管在治疗、预防和诊断方面已取得显著进展，但仍需更稳健的发明和突破以控制传染病传播。微小RNA（miRNA）是内源性小分子非编码RNA，通过转录后调控蛋白编码基因，参与细胞分化、增殖、免疫应答、发育、凋亡等多种生物调控机制。此外，miRNA还可作为介导宿主应答...
新冠疫情持续演变，对人类健康构成重大威胁，并造成大量死亡。该研究提出一种基于洗牌牧羊人优化的广义深度卷积模糊网络（SSO-GDCFN）方法，用于诊断 COVID-19 的疾病状态、病毒类型和康复类别。该方法首先采集并预处理来自不同生物传感器技术的 COVID-19 数据集，包括患者症状、身体状况、Alpha、Beta、Gamma、D...
在 SARS-CoV-2 持续传播及新变异株不断出现的背景下，快速、准确、频繁检测的需求日益增加。奥密克戎变异株临床表现与其他常见呼吸道感染更为相似，同时检测多种潜在病原体有助于区分 SARS-CoV-2 感染与其他症状重叠疾病，对个体化治疗和疫情控制具有重要意义。本文报道了一种基于亚波长光栅微环谐振器（SUMIRR）的 SARS-...
本文是一篇关于生物传感器科学中女性贡献的社论。作者回顾了自1968年首个葡萄糖生物传感器以来，生物传感器在医疗、环境、精准农业、药物研发和国防安全等领域的快速发展。文章指出，生物传感器因高特异性、高灵敏度、宽线性范围、快速响应、结构稳健、制备简单且成本低廉而优于传统实验室设备；纳米技术的引入进一步提升了灵敏度，使部分器件可检测皮克或...
近期即时检测（POC）诊断技术的创新为在资源匮乏地区部署准确且负担得起的医疗方案开辟道路。抗体作为POC装置中的生物识别元件，因成本和制备障碍而应用受限。适配体作为短单链DNA/RNA结构，具有分子尺寸小、易于化学修饰、低或无免疫原性、可在短时间内可重复生成等优点，对开发灵敏且便携的POC系统至关重要。此外，过去改进生物传感器方案（...
光学生物传感器面向药物发现、医学诊断、食品质量控制和环境监测等广泛应用。本文提出一种位于双芯单模光纤（DCSMF）端面的新型等离子体生物传感器。该概念在每个光纤芯上设置斜金属光栅，并通过金属条带生物传感波导互连，使表面等离子极化激元（SPP）沿端面传播以耦合两个芯。该方案可在传输模式（芯到芯）下工作，从而无需分离反射光与入射光，简化...
高迁移率族蛋白B1（HMGB1）是慢性炎症的重要生物标志物，其快速、灵敏、可靠检测对医学诊断具有重要意义。本文报道了一种基于羧甲基葡聚糖（CM-dextran）修饰金纳米颗粒表面的光纤局域表面等离子共振（FOLSPR）生物传感器，用于HMGB1检测。该传感器以多模光纤为基底，表面固定金纳米颗粒，并通过半胱胺和CM-dextran构建...
本研究开发了一种基于金纳米颗粒（AuNPs）局域表面等离子共振（LSPR）现象的生物传感器，用于食品样品中广泛使用的除草剂草甘膦的快速检测。为此，将半胱胺或草甘膦特异性抗体偶联至纳米颗粒表面。AuNPs采用柠檬酸钠还原法合成，并通过电感耦合等离子体质谱法测定其浓度；其光学性质采用紫外-可见光谱、X射线衍射和透射电子显微镜分析。功能化...
基于表面等离子共振（SPR）的传感器在生物和医学领域发挥重要作用，提高灵敏度一直是追求目标。本文提出并验证了一种联合采用 MoS2 纳米花（MNF）和纳米金刚石（ND）共同工程化等离子体表面的灵敏度增强方案。该方案可通过在 SPR 芯片金表面物理沉积 MNF 和 ND 覆盖层简单实现，并通过控制沉积次数灵活调节覆盖层，从而接近最佳性...
合成生物学的快速发展使生物技术中化合物生产取得革命性改进。DNA操作工具加速了细胞系统的工程化，但细胞系统固有的约束仍然存在，对质量与能量转换效率形成上限。无细胞蛋白合成（CFPS）通过去除细胞膜和细胞冗余部分，展现出克服这些固有约束的潜力，并推动合成生物学进一步发展。CFPS 提供了直接解析和操作中心法则的灵活性，并可实现快速反馈...
葡萄糖酸是可用于洗涤剂、聚合物、医药和食品工业的高价值二羧酸。本研究将葡萄糖酸生物合成途径中的两个关键酶——拟南芥肌醇加氧酶 MIOX4 和丁香假单胞菌醛糖酸脱氢酶 Udh——用不同肽连接子融合并在酿酒酵母中表达。结果显示，以 (EA3K)3 连接子连接的 MIOX4-Udh 融合蛋白产生最高葡萄糖酸产量，比游离酶高 5.7 倍。随...
受体酪氨酸激酶（RTK）是多细胞动物中重要的信号枢纽，参与细胞增殖、迁移和分化。然而，目前缺乏在单个活细胞中定量测量特定 RTK 活性的工具。本文提出 pYtag，一种模块化活细胞显微成像方法，用于监测用户指定 RTK 的活性。pYtag 由经酪氨酸激活基序修饰的 RTK 组成；该基序被磷酸化后，可高特异性招募荧光标记的串联 SH2...