Automation and Computerization of (Bio)sensing Systems.
传感系统需要自动化，以减少人工操作、提高重现性并实现远程传感。本文作为视角文章，重点介绍具有自动化要素的不同类型传感系统，包括基于流动注射分析（FIA）和顺序注射分析（SIA）、微流控、机器人技术以及面向特定现实问题的其他原型系统。最后讨论计算机技术在传感系统中的作用。自动化的流动注射和顺序注射技术可提供精确高效的样品处理与可靠结果...
Wide-range and selective detection of SARS-CoV-2 DNA via surface modification of electrolyte-gated IGZO thin-film transistors.
2019冠状病毒病疫情凸显了快速、准确检测SARS-CoV-2的迫切需求。本研究开发了一种基于电解质栅氧化铟镓锌（IGZO）薄膜晶体管（EGTFT）的SARS-CoV-2 DNA生物传感器。通过氧等离子体活化、3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）自组装单分子层修饰以及探针DNA共价固定等顺序表面化学修饰，在IGZO沟道表面构建选择...
17β-estradiol biosensors based on different bioreceptors and their applications.
17β-雌二醇（E2）是哺乳动物卵巢分泌的关键性类固醇激素，对人和动物内分泌系统具有显著影响，并在脑内发挥神经营养与神经保护作用。由于人和动物排泄物可使E2进入水体、土壤和食物链，低浓度暴露即可干扰内分泌、生殖发育和神经系统功能，因此对环境、食品、药品及人体样本中E2的灵敏检测具有重要意义。本文综述了基于不同生物识别元件的E2生物传...
Rapid and sensitive detection of Salmonella in agro-Food and environmental samples: A review of advances in rapid tests and biosensors.
沙门氏菌是一种胞内细菌，当宿主特异性血清型到达宿主胃肠道时可导致许多人类死亡。非伤寒沙门氏菌在全球范围内引起多起食源性疾病暴发和产品召回，而伤寒沙门氏菌则导致发展中国家伤寒病例。然而，沙门氏菌通过食品和水的污染引起食源性疾病暴发，促使快速、灵敏的沙门氏菌检测方法的发展以保护公共卫生。传统检测方法耗时长，对短保质期食品监测无效；微生物...
Recent Progress and Prospect of Metal-Organic Framework-Based Nanozymes in Biomedical Application.
纳米酶是具有类酶性质的纳米材料，具有制备成本低、催化活性强、室温长期储存稳定、可重复使用等优点，被视为天然酶的潜在替代品。过去二十年纳米酶研究兴趣激增，寻找更优仿生材料用于生物医学应用。金属有机框架（MOFs）由无机金属离子/簇和有机配体构成，具有组成独特、孔径可调、结构多样、理化性质易调控等特点，可模拟类酶活性，成为有前景的纳米酶...
Application of micro/nanorobot in medicine.
微纳机器人是指尺寸处于微米或纳米尺度的机器人系统，通常由微/纳尺度部件构成，可在细胞水平执行操作或分子水平进行组装与修复。随着纳米技术和材料科学快速发展，微纳机器人在生物医学领域展现出广阔应用前景。与传统诊断和治疗手段相比，微纳机器人因体积小、可穿透深层或难以到达的组织而具有显著优势，但实验室研究向临床转化仍面临生物安全性、可控性、...
Novel sensor-integrated proteome on chip (SPOC) platform with thousands of folded proteins on a 1.5 sq-cm biosensor chip to enable high-throughput real-time label-free screening for kinetic analysis.
本研究开发了一种名为传感器集成蛋白组芯片（SPOC）的自动化蛋白组学平台，用于在生物传感器表面原位产生并筛选功能蛋白阵列，以解决蛋白相互作用动力学高通量检测难题。该平台利用可快速定制的质粒DNA阵列，在纳升体积纳米孔中进行无细胞转录翻译（IVTT），将最多2400种全长折叠蛋白同时表达、捕获并纯化到1.5平方厘米的金生物传感器芯片上...
Growth-Coupled Evolutionary Pressure Improving Epimerases for D-Allulose Biosynthesis Using a Biosensor-Assisted In Vivo Selection Platform.
快速筛选策略对于从多样化酶库中鉴定所需变体、定制用于D-阿洛酮糖合成的生物催化剂至关重要，但目前酮糖3-差向异构酶（KEases）催化性能不足限制了其应用。本研究基于重新设计的D-阿洛酮糖依赖型生物传感器系统，构建了一种设备依赖少、高通量、生长耦合的体内筛选平台。通过系统优化调控PsiR表达水平的遗传元件，提高了生物传感器的生长响应...
Machine learning assisted biosensing technology: An emerging powerful tool for improving the intelligence of food safety detection.
近年来，生物传感器在食品安全评价中的应用受到广泛关注，但其灵敏度、准确性和效率的评价仍在持续。机器学习的出现增强了生物传感器在食品安全评价中的应用，并取得更好结果。机器学习已初步与不同生物传感器结合用于食品安全评价，并显示积极效果。本综述全面总结了用于食品安全生物传感器的多种机器学习方法。首先概述主要机器学习方法，并深入考察生物传感...
Biosensor in smart food traceability system for food safety and security.
食品污染和食品浪费显著增加了全球食源性疾病和粮食不安全的发生率，因此迫切需要开发更智能的食品追溯系统。近年来，生物传感器因易用、快速、选择性高、灵敏度高且成本低，在食品安全与质量控制现场即时诊断（即护理点技术）方面展现出巨大潜力。本综述聚焦于用于食品安全与质量监测的不同生物传感器的最新进展。文章首先讨论生物传感器在农业（收获前阶段）...
Editorial: Artificial intelligence, biosensing, and brain stimulation in neurodegenerative diseases: progress and challenges.
神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病具有进行性发展且缺乏根治手段，标准化诊断与预后生物标志物缺失使临床干预困难，个体差异进一步增加诊疗复杂性。人工智能、生物传感系统与创新分析技术为早期检测、评估、诊断、预后和管理提供新途径。本编辑评论围绕“人工智能、生物传感与脑刺激在神经退行性疾病中的进展与挑战”研究专题，总结五项应用临床研究：利...
High enhancement of sensitivity and reproducibility in label-free SARS-CoV-2 detection with graphene field-effect transistor sensors through precise surface biofunctionalization control.
新冠疫情凸显了快速、灵敏、可大规模部署诊断工具的需求。本文报道了一种基于石墨烯场效应晶体管（GFET）的无标记 SARS-CoV-2 病毒生物传感器，并系统研究了表面生物功能化方式对传感性能的影响。作者通过不同生化反应实现抗 SARS-CoV-2 刺突蛋白抗体的随机/非定向固定与定向/均一固定，并利用计算机模拟、物理化学与生化表征及...
Electrochemical and biosensor techniques to monitor neurotransmitter changes with depression.
抑郁症是常见精神疾病，但选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRI）和微剂量氯胺酮等治疗在不同患者间差异大且机制不清。5-羟色胺、组胺和谷氨酸被认为是抑郁症的关键介质。本综述聚焦于定量检测这些神经递质的分析方法，以阐明抑郁症的神经机制及其在治疗过程中的变化。为定量测量5-羟色胺和组胺，计时电流法和快速扫描循环伏安法（FSCV）等电化学技...
Label-Free Biochemical Sensing Using Processed Optical Fiber Interferometry: A Review.
过去20年，光纤器件因紧凑、无标记和高灵敏检测，在食品加工、环境监测、健康诊断、生物工程、疾病诊断和制药等生化传感领域得到广泛应用。生化传感器件需通过酶、DNA、受体等高特异性识别元件对换能表面进行有效功能化，实现选择性准确检测。在众多光纤传感技术中，光纤干涉生物传感器因生物相容性好、体积小、灵敏度高、分辨率高、检测限低、工作波长可...
Development of a Biosensor to Detect Venom of Malayan Krait (
马来环蛇（Bungarus candidus）中毒是东南亚多国重要发病与死亡原因。若延迟气管插管和特异性抗蛇毒血清治疗，最严重危及生命的后果是神经肌肉传导抑制及呼吸衰竭。临床建议无神经毒性症状的中毒者立即使用10瓶抗蛇毒血清，但过量使用可能引起超敏反应或血清病，因此监测患者体内毒液浓度可作为抗蛇毒血清治疗的参考。本研究开发丝网印刷金...
A Multimode Microfiber Specklegram Biosensor for Measurement of CEACAM5 through AI Diagnosis.
癌胚抗原相关细胞黏附分子5（CEACAM5）作为广谱肿瘤生物标志物，在分析癌症疗效和进展中具有重要作用。本文提出一种基于锥形多模光纤（tapered MMF）散斑图和二维卷积神经网络（2D-CNN）的新型生物传感器，用于检测CEACAM5。该微光纤表面修饰CEA抗体，以特异性识别抗原。传感器利用锥形多模光纤的模间干涉效应，对不同CE...
Plasmon resonance biosensor for interleukin-1β point-of-care determination: A tool for early periodontitis diagnosis.
白介素-1β（IL-1β）是多种炎症性疾病和癌症中关键的促炎细胞因子，口腔液体中 IL-1β 升高已被提出作为牙周炎的早期标志物。本文报道了一种便携式表面等离子共振（SPR）光纤探针生物传感器，其传感表面涂覆抗 IL-1β 抗体自组装单层。该传感器在缓冲液和唾液中均获得皮摩尔至纳摩尔线性检测范围，孵育时间仅 3 min，并在干扰物存...
Nanobiosensors for procalcitonin (PCT) analysis.
降钙素原（PCT）是细菌感染时释放的关键生物标志物，可用于鉴别感染进程的发生机制。本文综述了近年来PCT生物传感器的研究进展，重点介绍不同传感器构建策略、识别元件固定化方法、不同基质材料的优势与作用、分析性能以及PCT生物传感器的构建方式，并总结其检出限（LOD）、线性范围和其他分析特性。传统方法如毛细管电泳、高效液相色谱和质谱在医...
From Body Monitoring to Biomolecular Sensing: Current Progress and Future Perspectives of Triboelectric Nanogenerators in Point-of-Care Diagnostics.
在快速发展的医学诊断领域，摩擦电纳米发电机（TENG）凭借同时采集人体微运动机械能与感知体内/环境刺激的能力，成为自供电生物传感器和医疗器件的重要创新。本文综述了 TENG 在即时诊断（PoCD）中的功能与应用。首先阐述 TENG 将微弱物理运动转化为电能的摩擦起电与静电感应原理，说明其如何推动无需外部电源的实时生物监测器件发展；随...
Recent Trends in Chemical Sensors for Detecting Toxic Materials.
工业发展导致致癌、致突变和有毒化学品等有毒材料广泛产生。尽管各国实施严格管理与控制，这些材料仍威胁环境和人类健康，因此需要便捷、快速的化学传感器用于有毒化学品监测，包括光学、电化学、纳米材料基和生物系统基传感器。近年来，材料科学、微纳加工和信号转导技术的进步显著提升了目标识别元件与信号转导元件的性能，推动了多种新型有毒材料检测方法的...