工程化蛋白生物传感器以高灵敏度响应特定生物分子并触发精确细胞反应，是诊断与合成细胞生物学的重要目标。以往设计多依赖结合结构明确分子；将柔性化合物识别与预期细胞响应耦合可拓展应用。本文提出一种计算策略，用于设计构象动态蛋白与肽之间的信号复合物。为验证方法，作者构建了超敏感趋化受体—肽对，可在原代人T细胞中引发强信号响应和显著趋化。与传...
心血管疾病是全球男女死亡的首要原因，急性心肌梗死（AMI）是其中最常见的类型，常因冠状动脉阻塞导致心肌缺血和不可逆损伤。欧洲心脏病学会与美国心脏病学会将异常心肌损伤标志物结合急性缺血表现作为AMI诊断依据，因此心肌肌钙蛋白（cTn）等标志物的快速准确检测至关重要。cTn是由cTnI、cTnT和cTnC组成的复合蛋白，参与肌原纤维收缩...
真菌脂肪酶（甘油三酯酰基水解酶，EC 3.1.1.3）是重要的工业酶，广泛应用于多个工业领域。它们存在于多种真菌和酵母中，属于羧酸酯酶和丝氨酸水解酶家族，催化反应无需辅因子。与动物、植物来源相比，真菌脂肪酶的提取和纯化相对容易且成本较低。按结构可归为 GX、GGGX 和 Y 三大类。真菌脂肪酶不仅可水解油脂（甘油三酯），还可催化酯化...
高生物相容性的有机半导体材料可用作生物传感器，但光降解和结构不稳定会限制其长期稳定性。为此，研究者将有机半导体嵌入稳定框架或自组装结构中，制备有机半导体纳米颗粒（OSNs）。OSNs 具有优异性能，可作为高分辨率生物传感器，用于检测小分子生物分子、核酸和酶水平，以及血管成像、肿瘤定位等。此外，OSNs 还可模拟细颗粒物（PM2.5，...
表面等离子共振（SPR）是一类表面敏感技术，可通过亲和配对实现多种分析物的痕量与超痕量检测。尽管SPR具有无标记、高灵敏和实时监测等优势，但仍存在稳定性差、非特异性吸附以及生物分子活性丧失等问题。本综述讨论了传感器表面修饰、配体固定技术以及用于信号放大的新型二维纳米材料、金纳米结构和磁性纳米颗粒的研究进展，并给出各设计策略的优缺点及...
本特刊“Women in Biosensors”首届旨在庆祝并突出女性科学家在生物传感器领域的贡献，鼓励女性科研工作者和年轻研究者进入生物电化学领域。特刊收录七个由女性领导团队完成的工作，涵盖食品安全中生物胺比色纸传感器、汗液中 GFAP 和 IL-6 电化学双标志物传感器用于创伤性脑损伤监测、CoPc/AuNPs 杂化结构对低浓度...
与传统临床诊断方法相比，基于场效应晶体管（FET）的生物传感器具有响应快、易于微型化和集成、适合高通量筛选等优势，在生物标志物检测平台中展现出巨大技术潜力。本综述主要总结FET生物传感器的最新进展。首先概述面向高灵敏检测的生物传感器设计策略，包括器件结构、功能化方法和所用半导体材料。在此基础上，综述重点讨论以下方面：基于单一生物传感...
近年来，随着神经科学与生物医学检测需求提升，高灵敏、高选择性神经递质生物传感器受到广泛关注。实时监测神经递质对神经系统和心血管疾病的早期预防、诊断与疗效评估具有重要意义。本文综述了适配体生物传感器技术的最新进展，重点总结用于提升传感器性能与选择性的多种生物材料，包括金基、金/金属混合、石墨烯基、石墨烯/金混合以及聚合物/金属混合体系...
合成生物学被认为有望应对紧迫的全球挑战，但监管问题是一个被低估的挑战。尤其在欧洲，相关监管框架植根于基于历史概念的“封闭使用”与“故意释放”二分法。本文通过一系列案例研究，包括一种拟用于检测尼泊尔和孟加拉国井水中砷的现场生物传感器，以及用于不育控制的基因工程昆虫，探讨这种监管与概念划分对不同国家背景下合成生物学项目部署的影响。文章进...
工业食品生产过程需要实时监测与调控策略，以保障产品质量、得率和生产效率。本文提出一种可推广的亲和型生物传感器开发方法，用于工业食品过程中小分子的连续监测。作者以马铃薯果汁中糖苷生物碱（glycoalkaloids, GAs）的测定为例，利用噬菌体展示技术筛选抗solanidine抗体片段，并将其重组表达为(scFv)2-Fc或(VH...
自2006年首次报道以来，基于磁粒子光谱（MPS）的生物传感器在过去十余年迅速发展，已用于疾病诊断、食源性病原体检测等广泛领域。本文综述了双频与单频驱动磁场等不同MPS平台，以及多功能磁性纳米颗粒（MNPs）作为纳米探针从液相样品中特异性结合并标记目标分析物的策略。文章分析了支撑不同MPS平台的理论与机制，说明基于体积法或表面法实现...
得益于功能纳米材料和纳米结构精细工程的最新进展，面向现场应用的生物传感器开发出现新可能。二维（2D）纳米材料因超薄结构而具有优异的物理、化学、高度各向异性、化学活性和力学性能。2D纳米材料高比表面积、层状拓扑和孔隙率的多样性，使其可通过表面特性工程实现靶向识别。通过整合多种纳米结构的独特特征并将其用作生物分子组装支架，可开发具有更高...
缺血性卒中患者发病后立即激活的炎症、修复和再生机制共同参与损伤应答、功能恢复以及卒中后数周的脑重塑，并可由康复治疗维持。然而，由于缺乏可客观测量的恢复标志物，患者对治疗的反应难以预测，而这些标志物可补充临床量表用于评估患者。鉴于细胞外囊泡（EVs）是携带多种参与卒中损伤应答分子的载体，本研究鉴定了一组 EV 相关分子，其（i）证实 ...
膜蛋白（MPs）约占人类总蛋白的30%，在生理与病理过程中发挥关键作用，可作为疾病诊断与预后的分子生物标志物。细胞表面膜蛋白也是治疗药物和诊断分子的重要靶标。适配体（aptamers）是通过指数富集系统进化（SELEX）从寡核苷酸文库中筛选得到的核酸配体，能以高亲和力和高选择性结合特定靶标。与抗体相比，适配体具有热稳定性好、成本低、...
墨西哥的流行病学转变使公共卫生范式发生变化，发病率以感染性疾病为主，死亡率则源于慢性退行性疾病；呼吸道感染、腹泻和尿路感染是该国最重要的三类感染性疾病。本研究旨在构建一种能够及时监测环境中健康风险的工具，并证明其在不同疾病尤其是水相关疾病中的应用。作者分析了尤卡坦州五个高游客流量天坑的水样，开发了一种用于快速、准确检测病毒、细菌、真...
本文报道了一种基于气溶胶喷印技术制备的双功能生物传感器，以SARS-CoV-2 RNA为示例用于病原体的灵敏检测。该传感器利用CRISPR-Cas13/gRNA复合物识别靶标RNA；靶标存在时，Cas13被激活并发生横向切割，降解带有HRP标记的单链RNA探针。随后HRP催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）氧化，同时产生颜...
食源性病原微生物是重大公共卫生问题，并对全球经济造成显著影响。从收获到消费阶段，食品常受病毒、寄生虫和细菌污染，导致出血性结肠炎、溶血性尿毒症综合征（HUS）、伤寒、急性胃肠炎、腹泻和血栓性血小板减少性紫癜（TTP）等食源性疾病。因此，早期检测食源性病原微生物对保障食品安全和预防食源性疾病至关重要。食源性病原的鉴定涉及传统方法（如培...
牙周炎是一种由生物膜介导的常见口腔疾病，约7%成人患重度牙周炎并有失牙风险；牙周炎毒力标志物还可在动脉粥样硬化斑块和脑组织中发现，提示其与心血管病和阿尔茨海默病相关。目前缺乏快速、准确、灵敏的临床方法识别高危患者，导致漏诊或过度治疗。牙龈卟啉单胞菌分泌的牙龈蛋白酶（gingipains）是疾病进展中的关键毒力因子，可作为预测生物标志...
毕赤酵母（Komagataella phaffii）因高分泌能力广泛用于异源蛋白生产，但高产工程菌株筛选仍是限制步骤。尽管已有分子工具箱用于构建设计和基因整合，转化子克隆变异高，常发生多拷贝和随机整合，因此需对数百个转化子进行功能筛选。常规筛选多基于深孔板培养，并对诱导后样品进行免疫印迹或酶活测定，且每种蛋白常需定制检测。本文开发通...
过去十年缅甸疟疾发病率持续下降，间日疟原虫成为主要流行种。间日疟原虫可在肝细胞形成休眠子并引起复发，伯氨喹用于清除休眠子，但葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）缺乏者使用后可发生溶血，因此需在广泛使用伯氨喹的地区估计 G6PD 缺乏频率和变异类型。本研究在内比都开展描述性横断面调查，采用标准分光光度法、CareStart G6PD 快...