本文是一篇编辑评论，围绕研究专题“从微生物中获益：如何获得益处并避免风险”展开。作者指出，自“微生物组”概念提出以来，人体微生物群落尤其是肠道菌群受到广泛关注，益生菌在维持健康、疾病预防和疾病恢复中的作用日益受到重视。评论综述了该专题下六篇论文：一项随机对照研究显示五株益生菌可降低极低出生体重婴儿坏死性小肠结肠炎发生率67%；一株芽...
本研究从理论上提出一种基于二维扭曲双层石墨烯（TBG）超晶格的可调等离子体生物传感器。该传感器由等离子体金薄膜与 TBG 超晶格简单范德华堆叠构成，并通过 Goos–Hänchen（GH）位移实现超灵敏检测。其传感性能可通过 TBG 的扭转角进行调节；当相对扭转角优化为 55.3° 时，44 nm 金膜/1 层 TBG 超晶格构型可...
循环肿瘤DNA（ctDNA）是从肿瘤细胞释放并进入外周血循环的裸露DNA分子，携带肿瘤特异性基因突变及其他重要信息，被认为是液体活检中最关键的分析物之一。过去数十年，研究者发展了多种定量或定性ctDNA检测策略，包括基于PCR和基于测序的方法。越来越多研究证明ctDNA作为肿瘤诊断、预后和异质性评估生物标志物的价值。本综述首先概述了...
本综述系统分析了将二维（2D）材料与纤维素/纳米纤维素集成以提升生物传感技术的最新进展。石墨烯、过渡金属二硫化物（MoS2、WS2）、六方氮化硼（h-BN）、黑磷和MXene等2D材料具有超薄结构、高导电性、高载流子迁移率、独特光学与半导体特性，可增强传感灵敏度、选择性和响应速度；纳米纤维素（CNC、CNF、HNC、BC）则提供高比...
本文提出一种面向生物传感器应用的混合节能、面积高效且低复杂度的逐次逼近模数转换器（SAR ADC）切换方案。该方案结合单调切换技术、最高有效位（MSB）电容分割技术以及新的参考电压切换方法，利用 MSB 电容分割和辅助参考电压 Vaq 增加参考电压转换选择，从而提高面积节省和能效。在电容阵列中，除第二次比较和最后两次比较外，电路在所...
纳米技术的快速发展推动了功能纳米材料的持续进步。电纺纳米纤维具有孔隙率高、比表面积大、负载能力强、易于表面修饰且成本低廉等突出优点，在生物医学领域，尤其是生物传感器中展现出巨大应用潜力。本文系统综述了静电纺丝的基本工作原理，介绍了用于生物医学的电纺纳米纤维典型结构及常用生物材料，并总结了该技术在生物传感器、组织工程和药物递送等生物医...
人们在无聊或专注时会感到时间变慢或变快。在虚拟现实（VR）中，时间感知与沉浸、投入和体验质量密切相关，但现有研究多依赖问卷，缺乏客观测量。本文提出一种嵌入多模态生物传感器的VR头显，可在用户沉浸于虚拟环境时同步采集脑电（EEG）、眼电（EOG）、心电（ECG）和头部运动数据。8名玩家佩戴该头显玩商业动作游戏，游戏包含解谜与第一人称射...
采用直接涂覆法制备的纺织基传感器具有柔性、无创和轻量等优点，适合对人体进行连续监测。传感器基底特性受织法、纱线细度、织物密度和聚合物纤维类型影响。用于直接涂覆的织物基底必须能在织物单侧保留较高粘度的电极浆料，以避免制备过程中短路；同时在实际使用时应尽可能允许低粘度分析物溶液快速通过。因此，需要设计合适的织物结构，以保证制备成功并提升...
本文综述了仿生溶胶-凝胶化学在调控生物大分子与细胞基生物纳米复合材料结构、性质和功能中的应用。天然生物硅化仅由硅藻等生物在接近中性的水溶液、常温及约100 μM硅酸浓度下高效完成，并受蛋白质调控形成层级有序结构；而传统溶胶-凝胶技术常需酸/碱、有机溶剂和加热，易导致蛋白变性、酶失活和细胞死亡。文章以硅藻为例，比较了生物硅化与传统溶胶...
金纳米颗粒（AuNPs）的基因毒性存在争议：一种观点认为其通过直接损伤 DNA 起作用，另一种观点认为其通过活性氧（ROS）介导氧化损伤。该争议限制了 AuNPs 在生物医学中的广泛应用。为澄清该问题，本研究采用四维原子力显微镜（4D AFM）在无 ROS 条件下体外考察 AuNPs 对 DNA 的直接损伤能力，并进一步检验粒径与表...
局部表面等离子共振（LSPR）是一种通过入射光与金属薄膜局部“热点”中离域电子相互作用来检测折射率变化的光学方法。LSPR传感器具有体积小、灵敏度高、成本低且适合即时检测等优点。本研究开发基于LSPR的纳米孔阵列（NHA）传感器平台，用于实时、无标记监测探针/靶标结合事件，以支持低水平生物分子靶标的生物医学诊断。为实现液相检测，作者...
结核病（TB）是一种主要通过呼吸道传播的慢性传染病，发病率高。传统诊断方法耗时长且需要专业人员，使结核病的即时检测（POC）困难。本文开发了一种基于石墨烯的场效应晶体管（GFET）生物传感器，用于高灵敏度检测结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, MTB）的 MPT64 蛋白，作为 TB 的 POC 检...
在场效应晶体管（FET）生物传感器中，电解质溶液中的电荷屏蔽会限制灵敏度，石墨烯FET（GFET）尤为突出。裸石墨烯表面具有强负电荷，会在石墨烯/液界面引起非线性电解质屏蔽，从而阻碍GFET实现高灵敏度。本研究通过修饰带正电荷的化合物抵消石墨烯负表面电荷，构建了表面电荷调控GFET（SCM-GFET），并用于检测C反应蛋白（CRP）...
即时检测（POCT）在感染性和非传染性疾病诊断中具有重要价值，能够满足快速、灵敏、准确且无需复杂操作的需求。侧流层析试验（LFA）作为低成本快速生物分析工具，已在全球获得商业成功，并推动纳米技术进入疾病诊断。本文综述 POCT 的发展及其成为快速诊断方法的过程，重点阐述 LFA 的结构组成、检测模式、纳米标记物、成本效益、当前与未来...
本文报道了一种基于金纳米棒（AuNRs）自组装的表面增强拉曼光谱（SERS）生物传感器，用于在稀释痰液中特异性检测气道炎症因子。AuNR表面修饰了可特异性识别气道炎症因子白细胞介素-5（IL-5）的抗体，从而形成端-端自组装体系，使拉曼信号放大一个数量级并显著提高灵敏度。同时，传感器外层包覆二氧化硅，提高了体系稳定性并有利于后续应用...
食品安全日益成为全球关注的人类健康问题。食品在种植、加工、储存和流通过程中可能受到农药残留、生物毒素、抗生素、病原菌、食品质量指标物、重金属和非法添加剂等污染，传统检测方法如高效液相色谱、气相色谱和质谱虽精度高，但设备昂贵、操作复杂、前处理繁琐，难以满足现场快速检测需求。水凝胶具有大比表面积、高孔隙结构、良好形状适应性、优异生物相容...
纳米颗粒表面工程广泛用于生物传感与检测，但灵敏度主要受等离子体颜色变化或电化学响应限制。本文报道一种基于蛋白修饰金纳米颗粒（AuNPs）的仿生传感策略，其调制策略受软体动物循迹中抑制咖啡环效应的启发。咖啡环效应通过 AuNP 聚集将分子行为呈现为宏观环，从而提高灵敏度。该检测依赖 AuNP 对不同分析物的组装模式，通过蛋白和肽表面工...
气凝胶是具有极低密度、高孔隙率和较大比表面积的三维固体网络，同时具有纳米尺度和宏观尺度的内部结构。与石墨烯结合后，气凝胶在机械强度、电导率、比表面积和吸附能力方面得到提升，因而适用于多种生物医学应用。石墨烯气凝胶因大比表面积而具有高载药能力，其多孔结构可实现药物随时间可控释放。石墨烯的存在使其适合作为伤口敷料、血液凝固和胆红素吸附材...
纳米材料（包括碳纳米管、氧化石墨烯、金属–有机框架、金属纳米粒子和多孔碳）可作为高效载体，通过底物通道效应增强酶活性，同时提高酶的稳定性与可重复使用性。然而，酶取向、酶负载量、酶活性保持及固定化技术等方面仍存在显著争议，因此多酶级联反应成为研究热点。研究者受生物体内天然多酶过程启发，构建体外功能性多酶体系，并在利用多种酶的合成能力设...
本文报道了一种专门用于检测糖化白蛋白（GA）的生物传感器，GA是糖尿病监测的关键生物标志物。与传统GA监测方法不同，该传感器采用局域表面等离子共振（LSPR）进行信号转导，并利用火焰喷雾热解法在石英基底上沉积金纳米颗粒，形成新型制备工艺。该传感器可提供约三周内的平均血糖水平，与糖尿病患者糖化状态相关。传感器表面偶联的DNA适配体选择...