近几十年来，开发简单可靠的化学与生物分子检测技术日益重要，广泛应用于医学、生物技术、食品安全和环境监测。适配体传感器因高选择性、高灵敏度和多靶点适用性受到关注。将适配体传感器与纳米技术，尤其是金纳米颗粒（Au NPs）结合，显著提升了器件性能。Au NPs具有高比表面积、化学稳定性和优异光学性质，可实现信号放大、降低非特异干扰并提高...
癌症免疫治疗在多种肿瘤中取得显著临床成功，但患者反应异质性和免疫相关毒性限制了其潜力。有效抗肿瘤免疫需要抗原释放与呈递、免疫细胞活化、迁移浸润及肿瘤杀伤等多步骤协调，而免疫抑制性肿瘤微环境（TME）可影响任一环节，导致耐药或复发。TME是动态生态系统，包含恶性细胞、免疫效应细胞、血管和可溶性介质。传统活检组织学或终点检测难以捕捉其时...
生物传感技术的进步使唾液生物标志物的非侵入、实时监测成为可能，推动个性化医疗与公共卫生发展。识别并优先选择唾液中关键分析物，对估计生理状态并预测应用情境中的表现至关重要。本研究考察了12种唾液分析物（包括激素、代谢物和酶）对军事人员（N=115）在压力实验室与野外任务中认知和体能结果的预测价值。作者计算了用于量化时间序列分析物数据的...
太赫兹超材料生物传感器将太赫兹时域光谱与超材料传感相结合，为生物分子、蛋白质、细胞和病毒等多种目标提供灵敏检测平台。该类传感器具有响应快速、灵敏度高、无损、无标记、样品用量少和易于集成等特点，能够突破传统生物传感器局限，在生物医学领域实现快速、无损的痕量检测，有助于疾病及时诊断和早期筛查。本文系统综述了太赫兹超材料生物传感器的理论基...
本文综述了由周期性硅纳米柱阵列构成的全介质超表面在生物传感中的最新进展。超表面是人工设计的纳米结构功能表面，已发展出基于共振波长漂移和荧光检测两类生物传感器。全介质超表面具有光学磁模共振，可显著增强荧光检测能力，用于核酸、抗原、抗体等多种生物分子检测。文章比较了凝胶电泳、酶联免疫吸附试验、光学共振、拉曼散射、荧光和电化学等方法的适用...
银纳米颗粒（Ag NPs）因独特的物理化学性质，已成为生物医学领域极具前景的功能材料。其高比表面积、强表面等离子共振（SPR）、化学稳定性及多功能性，使其易于加工并适用于多种生物应用。本综述重点围绕银纳米颗粒的作用机制、疗效及潜在优势，系统概述其在诊断与治疗中的多种生物学应用。文中讨论了银纳米颗粒在生物成像与生物传感等诊断技术中的利...
近年来，超材料与超表面因具有异常光学和电学性质而受到广泛关注。超材料是同时呈现负介电常数和负磁导率的人工周期性结构；超表面是其二维类似物，具有较小但不可忽略的厚度。凭借高光学限制和可调光学谐振，这些人工工程材料成为生物传感的可行光子平台。本文综述了基于吉赫兹、太赫兹和光学频率域的超材料与超表面生物传感最新进展，覆盖整个电磁频谱，并按...
开放通道微滴阵列因微型化、并行化、高通量、简单和易获取等优势，在生化分析、生物流体监测、生物标志物识别和细胞相互作用等领域受到广泛关注。此类微滴阵列通过物理或化学方式将微升/纳升级液滴锚定在开放界面，不仅能提高生物传感器的灵敏度和准确性，而且无需复杂设备或繁琐流程，在下一代微型化传感平台中展现出巨大潜力。本综述总结了开放通道微滴阵列...
理想传感器应具备宽检测范围、高灵敏度、选择性、分辨率、重现性、重复性和快速响应等特性。近年来，基于纳米颗粒（NPs）的生物传感器因在几乎所有科技领域中的优异应用而受到广泛关注。纳米颗粒通常用于弥补换能器与生物识别元件之间在纳米尺度上的界面差距；同时，纳米颗粒与电化学技术的结合催生了具有高灵敏度和高分辨能力的生物传感器。本文综述了由贵...
近年来，多种病毒及病原体不断出现并引发全球大流行，现有生物传感器虽已用于病毒检测，但灵敏度有限，亟需更高效诊断工具。纳米技术因纳米材料具有高比表面积和量子尺寸效应，被广泛用于提升病毒生物传感器的设计、开发与性能。本文综述纳米技术对病毒检测中常规及人工智能（AI）生物传感策略的影响，重点讨论纳米材料、纳米生物传感器类型、医疗物联网（I...
基于局域表面等离子体共振（LSPR）的光纤生物传感器具有生物相容性好、无标记、稳定性强、可实时监测等优点，在环境科学、临床医学、疾病诊断和食品安全等领域受到广泛关注。近年来，LSPR光纤生物传感器的发展重点集中在临床疾病标志物检测、环境与食品中多种有毒物质检测，以及新型敏化机制的探索。本文从工作原理、结构类型和应用领域等方面对LSP...
比色传感器因成本低、灵敏度高、特异性好且结果可肉眼观察，已被广泛用于多种分析物检测。近年来，先进纳米材料的出现显著推动了比色传感器的发展。本综述系统总结了2015—2022年比色传感器在设计、制备和应用方面的进展。首先简述比色传感器的分类与传感机制，随后讨论基于石墨烯及其衍生物、金属和金属氧化物纳米颗粒、DNA纳米材料、量子点及其他...
尽管环境与体力活动（PA）关系研究增多，实地实验仍有限。此类研究可聚焦真实环境暴露及相关 PA 与健康结局，有助于分离暴露或干预的因果效应。本研究以街道/行人环境为日常场景，开发并验证一种整合环境、PA 与健康结局即时评估的实地实验方案。方案采用环境监测与生物传感技术，重点关注比驾驶者更直接暴露于环境的步行者和骑行者。团队确定健康结...
高电子迁移率晶体管（HEMT）生物传感器有望实现无标记、实时和直接检测。得益于二维电子气（2DEG）的独特性质，HEMT能够放大生物分子引入后电位变化引起的电流变化，因而对表面电荷高度敏感。本综述系统讨论了AlGaN/GaN和AlGaAs/GaAs HEMT作为生物传感器在不同栅极架构中的最新进展，阐述了其基本工作机制，并给出关键实...
本文是《蛋白质-材料界面：基础与应用》第二卷研究专题的编辑评论。作者指出，科学家在界面处工作并调控界面性质，可为多个领域带来新可能。该专题收录五篇文章，围绕蛋白质与表面的相互作用及其有意应用展开，探讨如何通过蛋白质吸附、自组装和表面功能化改变材料性质并引入新功能。内容涉及用于化妆品和医疗应用的天然递送系统、面向生物医学、生物传感和食...
微生物学、生物催化、重组分子生物学与纳米技术的融合，对开发纳米生物药物和传感技术具有关键意义。基于酶的纳米生物传感器在环境、制药、食品和生物炼制等领域具有应用前景，要求酶在极端操作环境中长期保持可靠催化效率和功能。近年来，利用嗜热微生物来源的热稳定酶（thermozymes）生物制备纳米生物传感器被视为可行设计。热稳定酶具有稳健性，...
微针（MNs）是一种用户友好且微创的注射与采样技术，相比传统针头疼痛更轻、组织损伤更小。由于能够采集体液，微针阵列（MNAs）成为开发生物传感装置的理想候选平台，可用于检测样本中的目标分子或生物标志物。本文讨论面向即时检测（POC）生物传感应用的微针阵列 3D 打印技术，综述了立体光刻（SLA）、数字光处理（DLP）、双光子聚合（T...
双氰亚甲基-4H-吡喃（DCM）衍生物是典型荧光核心，具有大斯托克斯位移、优良光稳定性和可调近红外（NIR）发射等优异光物理与光化学性质。DCM 探针的发光机制主要依赖分子内电荷转移（ICT）。通过调控 ICT 过程，探针可特异性响应目标分子。据此，研究者构建了一系列 NIR DCM 探针，用于检测细胞中的离子、活性氧（ROS）和生...
量子点（QDs）是尺寸约2–10 nm的半导体纳米粒子，因量子限域效应而具有优异光稳定性、窄发射带、宽光谱可调和高光致发光量子产率，已成为替代传统有机荧光染料的发光纳米材料，在光电、诊疗、成像、追踪、传感、药物递送和光治疗等领域具有应用前景。本文作为研究专题编辑，概述了QDs的制备与生物应用进展，重点介绍低毒/非毒QDs如碳点（Cd...
适配体因特异性高、稳定性好、易于筛选和修饰，已成为生物传感器中重要的识别元件。微芯片作为新型分析检测平台，在生化传感、医学诊断和环境监测中快速发展。本文综述了适配体信号放大策略与微芯片结合的高灵敏生物分析应用，系统介绍微流控芯片、纸基芯片和微阵列芯片三类平台的特点。重点讨论酶介导放大（PCR、RCA、LAMP、SDA、NASBA、R...