开发能够识别分子标志物或特定基因的生物传感器，对于快速、经济、简便地检测特定脱氧核糖核酸（DNA）序列具有重要意义。电生物阻抗谱（EBiS）已被用于人类疾病诊断与监测，具有安全、快速、可重复使用、操作简便且成本低廉等优点。本研究报道了一种基于 EBiS 测量和互补 DNA（cDNA）无化学修饰固定策略的 cDNA 生物传感器，并评估...
太赫兹（THz）波段位于微波与红外之间，易被水强烈衰减且对水含量高度敏感。本文数值提出一种基于THz反射光谱响应数据的检测系统，用于体内和体外皮肤、乳腺及结肠癌组织样本的诊断。研究以半导体超材料器件作为复折射率（CRI）生物传感器，并采用有限差分时间域方法分析其反射光谱。作者演示了反射几何下太赫兹脉冲检测（TPD）用于区分正常与癌变...
脂质多层光栅是有前景的光学生物传感元件，可将分析物结合事件转换为光学信号变化。与固态换能器不同，分子识别和信号放大相关试剂可在制备前掺入脂质光栅墨水中。本文报道了一种用DNA适配体功能化脂质多层光栅以实现凝血酶无标记检测的策略。采用双胆固醇标记的双链DNA连接子将适配体固定到脂质光栅上。该策略足以使荧光标记凝血酶结合到微米级厚度的脂...
为提升生化需氧量（BOD）快速检测方法的实用性，作者开发了一种基于电流/电导率信号与溶解氧（DO）相关关系的 BOD 快速生物传感器方法。该方法以枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）作为生物识别元件，采用聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠和黄原胶包埋法实现微生物的定量固定，从而提高生物元件中微生物含量并延长使用寿命。传感器以...
硅基光子微环谐振器因极小尺寸、高灵敏度以及可芯片化阵列集成的潜力而成为重要研究方向。随着生物传感器接近纳米尺度，分析物质量传递与结合动力学被认为是限制性能的关键因素。一种可能的解决方案是在微流控之外施加介电电泳力，以克服传统生物传感器的扩散限制。介电电泳涉及极化介电粒子在非均匀交流电场中的迁移，此前已成功用于纳米孔传感并实现约100...
G蛋白偶联受体（GPCR）是重要的膜受体家族，细胞实验是评估其相互作用的主要手段，但设计和内禀复杂性限制了应用。基于生物传感器的方法可直接、特异性地报告 GPCR 与 arrestin 或 G 蛋白的结合，可作为替代方案。本文提出一种将不同 arrestin-3 蛋白（野生型及突变体 X：I386A、突变体 Y：R393E）通过组氨...
糖尿病是一种导致血糖持续异常波动的复杂代谢疾病，长期高血糖可损害心、眼、肾等器官，因此需要持续监测血糖。本研究以热电厂煤粉煤灰为原料，经酸浸和碱提取获得钠铝硅酸盐，并以硫酸为催化剂、聚乙二醇（PEG）为表面活性剂，通过溶胶-凝胶法合成沸石纳米颗粒及 PEG-复合沸石纳米颗粒。场发射扫描电镜、透射电镜、能谱和粒径分析表明，所得 PEG...
本研究提出基于回音壁模式（WGM）的液晶（LC）微纤维生物传感器，用于定量、灵敏监测脂肪酶浓度。以4-氰基-4'-戊基联苯（5CB）液晶微纤维掺杂甘油三油酸酯（GT），同时作为光学微腔和传感元件。脂肪酶催化GT水解，在液晶/水界面生成油酸，去质子化油酸自组装形成表面活性剂单层，使5CB分子由平面取向转变为垂直取向。该结构变化可被WG...
微囊泡（MVs）存在于多种体液中，是疾病诊断和治疗的潜在生物标志物。本研究基于芯片实验室（LOC）策略，开发一种新型生物功能化表面用于捕获和监测血浆微囊泡（PMVs）。作者制备了乳粘蛋白（LACT，又称 MFG-E8）功能化硅表面，并比较两种固定策略：LACT 直接共价结合于戊二醛（GA）修饰的氨基硅烷化硅表面，以及先固定 αvβ3...
基于石墨烯场效应晶体管（GFET）或电阻型设计的亲和生物传感器需要保持石墨烯优异的电学性能，因此功能化过程中维持石墨烯电学特性至关重要，非共价功能化通常优于共价修饰。本文研究滴涂 1,5-二氨基萘（DAN）作为快速、简便的碳基表面非共价胺功能化方法，用于生物传感器开发。多个石墨烯表面通过滴涂 DAN 实现功能化，形成可用于后续受体分...
本文提出一种石墨烯量子点（GQDs）敏化的葡萄糖印迹聚合物（G-IP）涂层聚合物光纤生物传感器，用于在聚合物光纤表面实现倏逝波捕获并检测低水平葡萄糖。该传感器基于倏逝波调制原理工作：在去包层光纤段，光从纤芯泄漏到周围介质形成倏逝波，被测物与表面识别层相互作用后改变倏逝波强度，从而引起透射光强变化。作者采用原子力显微镜（AFM）、傅里...
多孔硅（PSi）薄膜因高比表面积和独特光学性质，被广泛用于无标记光学生物传感。本文针对 PSi 生物传感器在实际应用中灵敏度受限的问题，建立了同时描述体相扩散、孔内受限扩散和探针-靶标结合动力学的理论模型，并与忽略孔内扩散的平面模型及多组 PSi 适配体/免疫传感器实验结果进行比较。研究以反射干涉傅里叶变换光谱（RIFTS）实时监测...
本文首次将乙醛脱氢酶（ALDH）作为生物传感器的酶促信号系统，用于病原菌的便携式现场检测。以 ALDH 和鼠伤寒沙门氏菌（S. typhimurium）特异性适配体为有机组分，与磷酸钙（Ca3(PO4)2）共沉淀形成有机-无机纳米复合材料 AAC，作为兼具信号放大与目标识别功能的信号标签；同时制备含四氧化三铁（Fe3O4）的适配体-...
在基质辅助激光解吸电离质谱（MALDI-MS）中，分析物通常在样品点内分布不均，聚集区域形成贡献强信号的“甜区”（sweet spot），导致检测重现性差，并使无内标定量难以实现。本文提出一种以疏水有序结构作为靶标消除 MALDI-MS 甜区的策略。该靶标由疏水硅纳米柱阵列制备，并均匀修饰聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）纳米点，用于捕获...
适配体是由20–100个核苷酸组成的小生物分子，能以三维结构识别靶标分子，作为癌症诊断生物标志物受到关注。本研究在实验条件下考察了特征适配体与其靶蛋白铜锌超氧化物歧化酶（SOD 4）在金纳米粒子（AuNP）表面的相互作用。为此，采用两种方案将SOD 4适配体（APT）包覆到纳米粒子表面：碳二亚胺化学（EDC/NHS，Method O...
本研究针对乳腺癌早期诊断需求，将 microRNA-155 表达水平与乳腺癌进展关联，并建立其定量检测方法。目标 miRNA-155 序列通过固定在化学功能化叉指双电极（IDE）表面的捕获探针进行互补识别。传感器以硅/二氧化硅基底上的铝叉指电极为换能器，采用 3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（GOPTS）修饰表面，经链霉亲和素固定生...
基于环谐振器的生物传感器因高灵敏度、小尺寸和可多路检测，已被广泛应用于“芯片实验室”平台。然而，其灵敏度本身并不具有对特定生物标志物的选择性，因此传感器表面功能化是将通用灵敏度转化为特异性检测的关键。目前，关于环谐振器传感器表面功能化的最优工艺参数尚无共识，且相关优化通常在平坦二氧化硅基底上完成，再迁移到实际传感器。本文首次将平坦二...
在诊疗领域，诊断纳米颗粒被设计用于采集高度患者特异性的疾病谱，并借助纳米治疗改善疗效。然而，患者间和肿瘤内异质性使这些诊疗平台的理性设计与分析极为困难。深度学习与模式识别算法有望提升诊断精度和治疗结局。三阴性乳腺癌（TNBC）因分子多样性复杂，诊断和治疗尤为困难。为此，作者提出一种基于人工智能预测纳米颗粒（NPs）在不同癌症阶段细胞...
金黄色葡萄球菌是引起食源性疾病的主要病原之一，亟需快速、经济的现场检测方法。受其蛋白酶对特定肽底物的水解活性启发，作者开发了一种基于磁性纳米粒子和肽的双模式生物传感器，可在同一金丝网印刷电极平台上实现比色与电化学检测。将偶联磁性纳米微球的特异性生物素化肽固定于链霉亲和素修饰的金电极表面，形成黑色传感层。加入金黄色葡萄球菌蛋白酶后，肽...
本文为《基于石墨烯和还原氧化石墨烯双层的无标记生物传感器用于β-淀粉样蛋白生物标志物电化学测定》的更正说明。原论文发表于 Microchimica Acta，报道了一种利用石墨烯与还原氧化石墨烯双层构建的无标记电化学生物传感器，用于检测β-淀粉样蛋白相关生物标志物。本次更正指出已发表版本存在两处错误：一是参考文献的更正操作有误；二是...