心血管疾病是全球首要死因，对高危人群早期检测和持续监测血脂状态至关重要。医院常用光学法检测脂蛋白，但设备体积较大，因此需要脂蛋白即时检测（POCT）手段。本研究开发了一种基于剪切水平表面声波（SH-SAW）的载脂蛋白B（ApoB）POCT平台，用于评估心血管疾病风险。该平台采用反射式SH-SAW传感器，可缩小传感器尺寸并增强相位偏移...
贝类毒素（PbTxs）是强效海洋神经毒素，可致神经性贝类中毒（NSP），其环多醚结构在过去20年地理分布扩大。现有检测方法存在伦理问题和技术局限，亟需替代方法用于监管监测。本研究首次同时筛选针对PbTx-1和PbTx-2的DNA适配体，并以PbTx-1适配体为识别元件构建生物层干涉（BLI）生物传感器。通过体外筛选，从随机序列库中成...
心血管疾病每年导致约47万例死亡，其中心肌梗死占49.2%，人肌钙蛋白I（cTnI）是诊断心肌梗死的关键生物标志物。基于肽的生物识别元件具有合成容易、成本低、稳定性好和分子量小等优点，是开发快速、高效、选择性cTnI检测方法的潜在候选，但相关研究仍不足。为此，本研究采用生物信息学方法设计新的cTnI生物传感器候选肽，并提出新的计算优...
本研究开发并评估了一种新型小型无线瘤胃bolus生物传感器，该传感器内置三轴加速度计和温度传感器，用于监测犊牛生理变化。传感器在犊牛出生后22天内经口投送，研究考察其在网胃中的保留率与位置，并分析每10 min采集、无线传输的数据。共12头犊牛（6头肉用、6头乳用）接受监测，除2个传感器被反刍排出外，其余在15周内正常无线传输数据；...
微机电光系统（MOEMS）生物传感器已用于疾病监测、药物研究、污染物检测和生物流体分析。本文提出一种基于差分折叠铰链结构的新 MOEMS 生物传感器，用于检测前列腺特异性抗原（PSA）蛋白和肝炎病毒 DNA。目标分子与铰链表面受体结合后，引起折叠铰链发生机械偏转；附着于铰链上的手指随之改变与基底之间的空气隙，使透射光功率按输入浓度被...
低成本日常监测C-反应蛋白（CRP）水平对筛查急性炎症或感染以及管理慢性炎症疾病至关重要。本研究合成了一种新型基于2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC）的仿生聚合物纳米颗粒，并利用其大比表面积开发了基于廉价玻璃毛细管的视觉CRP定量检测方法。通过回流沉淀聚合制备的PMPC纳米颗粒具有多价结合能力，可快速、特异性地捕获CRP。在CRP...
本研究旨在开发一种基因编码生物传感器，用于定量检测Nedd8。Nedd8是一种通过与其他蛋白共价结合调控细胞信号的后翻译修饰蛋白，游离Nedd8与结合态Nedd8平衡失调与多种疾病相关，但目前缺乏直接定量游离Nedd8的方法。作者提出模块化设计策略：以特异性结合靶蛋白的结合域为核心，在结合位点两侧分别连接两个报告域，使靶标结合与报告...
为支持重组腺相关病毒（rAAV）生产系统的发展，需要更快、更准确的分析方法。生物层干涉（BLI）技术通过将 AAVX 配体固定到生物传感器探针上（AAVX-BLI），已用于高通量 AAV 衣壳滴度检测。本研究使用 Octet AAVX 生物传感器，在 rAAV2、rAAV5、rAAV8 和 rAAV9 四种血清型中评估该方法，并将其...
本文提出一种基于可调微机电系统（MEMS）超材料结构的无标记生物传感器。该结构由一维超材料光栅组成，包含可动与固定纳米指；光学检测中的可动单元是MEMS结构的一部分，由表面应力效应驱动。当修饰悬臂梁表面发生生物结合时，悬空光学纳米带发生位移并改变光栅图案，使斜入射光下超材料的光学响应显著变化，共振波长谱发生偏移。模拟结果显示，该传感...
尿路感染（UTI）主要由尿源性致病大肠杆菌（UPEC）引起，分别占非复杂性和复杂性尿路感染的75%和65%。快速、特异、及时检测UPEC对清除感染至关重要，光学生物传感器可作为潜在工具。本研究基于光学生物传感器原理，开发了一种识别特定生物分子的方法，目标分子为位于P菌毛尖端、促进UPEC与人体肾脏尿路上皮相互作用的PapG蛋白。研究...
本研究利用光栅耦合干涉（GCI）生物传感器，采用新型多路复用实验设计，对含1056个片段的小分子库进行筛选，以鉴定靶向SMYD3的新配体。SMYD3是抗癌药物潜在靶点，早期研究主要关注其赖氨酸甲基转移酶活性抑制剂，但SMYD3具有多个蛋白互作伙伴并在致癌中可能发挥多种作用，因此靶向该蛋白的配体作用方式尚不明确。作者旨在区分结合活性位...
为应对新发病毒及变异株早期检测需求，亟需便捷、稳健的即时诊断工具。尽管 RT-qPCR 和 LAMP 等核酸方法已应用，但仍需更简便平台。作为原理验证，作者开发了通用、灵敏、快速且低成本的生物发光共振能量转移（BRET）寡核苷酸检测生物传感器（BioOD）。通过硫醇-马来酰亚胺化学，将荧光修饰分子信标经互补寡核苷酸手柄与 NanoL...
氨苄西林（Ampicillin, AMP）的检测对监控其使用与耐药性具有重要意义。本研究提出一种简单有效的氨苄西林生物传感器，利用壳聚糖包覆的锰掺杂硫化锌（Mn-doped ZnS capped with chitosan, (Mn:ZnS)CH）微材料的独特吸收特性，并结合 β-内酰胺酶（β-lactamase）活性实现检测。该传...
凝血酶是凝血系统相关疾病的重要生物标志物，其活性检测具有实际意义。本研究开发了一种基于个人血糖仪的便携式生物传感器，用于快速检测凝血酶活性。该体系以纤维蛋白原为识别元件，检测原理受血液凝固过程启发：凝血酶水解纤维蛋白原生成纤维蛋白水凝胶，水凝胶中包埋的转化酶量随样品中凝血酶活性变化。通过测定未被包埋、可水解蔗糖的转化酶量实现定量，信...
羊绒和羊毛均为纺织工业中常用的天然动物纤维，但羊绒品质更优、产量更稀缺且价格更高，因此准确区分二者具有重要意义。然而，两者外观、形态及理化性质相近，传统显微、DNA、化学、蛋白质组和计算机视觉方法均存在局限。本文提出一种太赫兹电磁诱导透明（EIT）超表面生物传感器，用于羊绒和羊毛的无标记定性与定量识别。该超表面周期单元由四个旋转对称...
快速病毒检测工具对防控大流行和生物威胁至关重要。针对灭活病毒的适配体因生物安全性高而适合用于传感器。本文首次评估了一种特异性结合灭活SARS-CoV-2的DNA适配体6.9，其解离常数KD为9.6 nM。基于适配体6.9，作者构建了光纤倏逝波（FOEW）生物传感器：灭活SARS-CoV-2与Cy5.5标记的短互补链竞争结合固定在传感...
太赫兹（THz）传感器因对生物化学样品具有非破坏性和无接触检测优势而受到关注。准束缚态在连续谱（quasi-BIC, QBIC）概念为设计超高灵敏度生物传感器提供了新途径，基于QBIC的超表面（MS）在传感、光开关和激光等应用中表现优异，可作为太赫兹生物材料传感平台。本研究设计了一种结构工程化的THz MS，由周期性“双C”金属阵列...
赤霉素（GA）是调控植物发育与生长的重要激素。本文利用GA诱导DELLA蛋白降解的内在信号机制，构建了基于五种拟南芥DELLA蛋白（GAI、RGA、RGL1、RGL2、RGL3）的基因编码比率型生物传感器。传感器将DELLA作为传感器模块（SM）与萤火虫荧光素酶（FF）融合，并通过2A肽连接海肾荧光素酶（REN）作为内参，实现共表达...
本文展示喷墨打印金纳米粒子（Au NP）两层吉赫兹（2.6 GHz）微波开环谐振器（SRR）作为柔性基底上分析物检测新平台的工作原理。与传统采用印刷电路板技术制造 SRR 生物传感器形成七层结构不同，本文谐振器采用两层结构制造，接地平面集成在 SRR 测量装置中。该方法通过经光子烧结的喷墨打印铜纳米粒子（Cu NP）带状线将微波电磁...
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...