患者友好的医疗诊断与治疗因快速、低成本、感染风险低而备受关注，有望替代传统医院流程。近期材料的发展促进了具有特殊功能的即时检测（POC）传感平台和植入式器件的快速开发。本综述讨论了患者友好诊断用生物传感器和患者友好治疗用植入式器件的最新进展，系统分析了用于健康监测与疾病诊断的便携式和可穿戴传感平台，包括材料选择、器件结构与集成以及生...
滚环扩增（RCA）是一种高效的酶促等温反应，以环状探针为模板，在短DNA或RNA引物启动下生成含有长串联重复序列的单链DNA或RNA产物。作为天然滚环复制的简化衍生技术，RCA无需热循环即可快速扩增环状模板，在分子生物学中具有多种应用。与其他扩增策略相比，RCA具有明显优势：锁式探针连接需要严格互补，使其具有较高特异性，甚至可区分单...
杂交链反应（HCR）可分为线性HCR和非线性HCR。传统线性HCR动力学较慢、灵敏度不足，限制其应用。非线性HCR在引发序列触发下，经合理设计的底物序列（发夹或无发夹）自组装成树状或分支DNA纳米结构，具有指数增长动力学。凭借无酶、高阶增长动力学、高灵敏度和操作简便等优势，非线性HCR被视为与多种传感平台整合后检测生物标志物的强效信...
基于光子晶体（PC）的反蛋白石（IO）阵列是无标记传感机制的重要基底之一。IO材料具有高度有序的三维微孔结构，近年来在蛋白质、DNA、病毒等生物分子检测的光学传感和生物应用中展现出吸引力。IO材料独特的光学与结构性质可简化多种生物传感器研究中用于即时检测（POCT）的非破坏性光学检测能力。本文作为纳米技术、生物学、化学与医学科学之间...
场效应晶体管（FET）型生物传感装置因可用于早期生物标志物检测和药物筛选而受到关注。其非金属化栅介质暴露于电解质溶液并覆盖半导体材料，可主动将表面生物变化转换为电信号。多项研究验证了这类器件实时、高精度、特异且无标记检测多种生物分子分析物的能力。过去几十年，FET器件设计在生物医学诊断和基于细胞的检测中取得显著进展。其优异电子特性、...
过去十年，具有类酶特性的人工纳米材料因高稳定性、低成本和可规模化制备等优势，在电化学生物传感中受到广泛关注。本文综述了金属氧化物、金属和碳基等纳米材料模拟过氧化物酶、氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和漆酶等酶活性的主要特征，重点讨论纳米酶及其纳米杂化材料在电化学亲和生物传感中的应用。作者以近五年代表性策略为例，分析纳米酶作为催化标...
金属有机框架（MOFs）作为多孔材料在气体储存、催化、分离和纳米医学工程等领域受到关注，但由于导电性差、修饰位点不足、稳定性与特异性低以及生物相容性弱，其在电化学发光（ECL）生物传感中的应用有限。将功能材料整合到 MOF 结构中可赋予 MOF 复合材料更高的导电性和稳定性，并便于设计多功能 ECL 传感器，使其相比单一组分具有潜在...
光电化学生物传感（PEC）因在生物标志物分析中的巨大潜力而受到广泛关注。PEC 生物传感器的性能在很大程度上取决于光敏材料，因此开发具有优异光电转换、电荷分离和稳定性的光活性材料是实现先进 PEC 生物检测的关键。异质结构作为一类由不同半导体组成的纳米复合材料，可通过能带匹配拓宽光吸收、抑制光生电子-空穴复合并促进界面电荷转移，从而...
细菌感染导致的脓毒症是重症监护病房死亡的重要原因，但现有诊断方法存在样本到结果时间长、灵敏度和选择性不足等缺陷。为弥补这一空白，作者开发了一种高度微型化（2.5×2.5 µm²）的等离子-光电纳米结构生物传感器，用于检测中性粒细胞死亡时释放入血循环的瓜氨酸化组蛋白H3（CitH3）。该器件将结构优化的半球形金纳米颗粒阵列与高亲和力抗...
利用手持平台检测和定量生物相关分析物对即时诊断、实时健康监测和治疗监测具有重要意义。在便携式生物传感器中，光电化学（PEC）读出因低检出限和高灵敏度而成为有前景的信号转导方法。然而，要用于原生样品分析，除灵敏度外，特异性、稳定性和操作简便性同样关键，这些性能取决于光活性材料和信号转导机制。本综述按信号转导策略将 PEC 生物传感器分...
石墨烯是由 sp2 杂化碳原子构成的单原子层二维蜂窝状碳晶格，其衍生物因独特理化性质在生物医学领域受到广泛关注。石墨烯具有高比表面积、优异电导率、良好生物相容性和易于表面功能化等优点，在石墨烯基生物电子器件，尤其是用于生物标志物分析的电化学生物传感器中展现出巨大潜力。本综述选择性回顾了石墨烯及其衍生物合成方法的最新进展，包括机械剥离...
生物标志物是用于疾病识别、早期诊断和治疗过程监测的重要生化指标，但现有诊断方法存在耗样量大、检测时间长、成本高等不足，影响患者及时准确治疗。本文报道了一种基于生物标志物模板固定与水凝胶共聚的等离子体热点定位银球表面分子印迹方法。该方法在纳米尺度上精细控制印迹过程，构建出具有高灵敏度的生物传感器，并通过表面增强拉曼散射（SERS）光谱...
直接分子检测生物标志物是疾病诊断与监测及现代分子医学和药物发现的重要方法。目前临床生物标志物应用受限于现有间接检测方法的灵敏度、复杂性和低选择性。一维和二维电子纳米材料如碳纳米管和石墨烯作为传感基底，可为生物分子结合提供简单、快速、超灵敏检测。然而，尚缺乏同时实现传感器表面功能化与钝化的通用方法，以增强器件检测与选择性。本文展示了一...
生物传感器是生物医学研究和现代医疗的重要工具，未来个性化医疗、即时检测设备和低成本诊断需求将进一步提升其重要性。传感技术的进步常由新材料推动，纳米材料已被广泛用于构建高灵敏、高选择性传感器。碳纳米管（CNT）因独特的电子和光学性质，成为极具前景的生物传感器构建模块。碳纳米管可视为卷曲的石墨烯单层圆柱，可通过化学修饰实现与生物分子的选...
快速、准确地测量生物样品中的蛋白生物标志物、病原体和细胞，可为早期疾病诊断、治疗监测和个体化医疗提供重要信息。由于生物样品本身磁化率极低，利用磁性纳米粒子（MNPs）进行生物传感不仅能提高灵敏度，还可减少样品前处理。本综述聚焦于基于磁共振效应的体外生物分子与细胞检测，即诊断磁共振（DMR）。DMR 将靶向 MNPs 作为邻近传感器，...