蛋白质错误折叠与聚集是阿尔茨海默病、帕金森病、额颞叶痴呆和朊病毒病等神经退行性疾病的基本特征。患者脑内淀粉样斑块（由Aβ肽组成）和tau蛋白缠结是AD的病理标志，而可溶性Aβ和tau寡聚体在疾病进展中起关键作用。在脑脊液中特异性检测并定量相应寡聚体蛋白，可能提供症状前可检测的生物标志物，为早期诊断或预后奠定基础。已有多种Aβ寡聚体特...
侧流生物传感器因其简单、快速、低成本，是即时诊断中的领先技术。其主导地位通过多路检测等技术突破得以延续：在单一检测中检测多种生物标志物。多路检测能力对提高诊断效率、增强特定疾病诊断精度和降低诊断成本至关重要。本文首次综述了构建多路侧流生物传感器的各种类型与策略，并按具体应用或多路水平分为四类：线性、参数、空间和概念。我们描述每种方法...
精神疾病领域反复出现科学发现难以转化为新药的问题，已引发危机并削弱了药物研发信心。本综述阐述当前及未来由生物标志物应用驱动的创新如何重新推动该领域研究。这将积极影响精神病学，使高灵敏度和高特异性的生化检测与传统问卷并行使用，从而改善诊断。此外，新兴生物传感器工具的应用将通过融合生化数据与临床数据促进即时检测。这样，患者数据将包括既往...
生物材料广泛用于修复受损组织，如组织工程支架和植入器械。纳米结构生物材料进入生理环境后，表面会因内源蛋白结合而发生修饰，形成所谓蛋白冠。目前蛋白冠在纳米颗粒表面及其对细胞-颗粒相互作用的影响受到关注，但在纳米结构多孔组织工程支架内的蛋白冠仍缺乏系统表征。由于机体系统高度动态，植入支架上形成的不同蛋白冠可能本身调节细胞-细胞外基质相互...
线粒体是生物能量代谢和活性氧（ROS）信号的核心，在代谢疾病发病中起关键作用。线粒体闪烁（mitoflash）可由生物传感器 mt-cpYFP 可视化，提供与线粒体 ROS 产生和能量代谢相关的频率编码光学读出，并达到单线粒体分辨率。为研究胰岛素抵抗（IR）中代谢应激对 mitoflash 的影响，作者构建了表达 mt-cpYFP ...
本研究开发了一种基于巨磁阻（GMR）传感器阵列的高灵敏度免疫生物传感系统，可实现多重蛋白生物标志物的实时电学读出。PAPP-A、PCSK9和ST2被认为是心血管疾病有前景的候选生物标志物，早期同时检测多种标志物有助于准确预测疾病风险。研究将64个纳米级GMR传感器集成于一块16 mm×16 mm芯片上，并设置反应孔，各传感器可独立工...
本文提出一种基于单光子雪崩二极管（SPAD）的化学发光适配体传感器，用于检测循环蛋白生物标志物。SPAD 活性区直径约 60 μm，在 425 nm 处光子探测效率高于 55%，室温暗计数率低于 100 Hz，具有低噪声和高灵敏度。器件采用紧凑光学耦合结构，使样品与探测器距离小于 0.5 mm，提高光子收集效率。传感表面以巯基硅烷修...
过去十年，纳米技术在生物传感器发展中发挥了关键作用。新生物传感器的开发、测试、优化和验证已成为化学、生物学、物理学、工程学和医学等多学科交叉工作。由于在传感器设计中引入纳米材料，生物传感器的灵敏度、特异性和重现性显著提高。总体而言，基于纳米材料的电化学免疫传感器通过增大传感表面积、提高生物识别分子负载量，并改善换能器的电化学性能来放...
碳纳米结构（CNs）因其前所未有的光学、电学和结构性质，被认为是最有前景的生物识别纳米材料之一，可用于应对神经退行性疾病（NDs）带来的公共健康与社会经济负担。特别是，CNs 可被定制用于特异性检测指示 NDs 的生物标志物。然而，构建此类生物传感器面临重大技术挑战：需均匀制备具有优异性能的 CNs，以在复杂生物环境中高灵敏检测生物...
Schlemm 管（SC）是维持眼内液体稳态的独特血管结构，负责将房水从眼内引流至全身循环。其内皮同时具有血源性和淋巴血管特征，因此 SC 的发育与调控受到关注。本期 JCI 中，Aspelund 等和 Park 等两篇互补研究利用遗传小鼠模型和淋巴成像技术，阐明 SC 起源于血源内皮，并在发育过程中经历淋巴重编程，获得 PROX1...
背景：氧化应激参与哮喘发病机制。聚集蛋白（clusterin, CLU）是氧化应激的敏感细胞生物传感器并具有抗氧化作用，但其在哮喘患者中的功能与表达尚未充分研究。目的：探讨哮喘患者 CLU 表达是否受氧化负荷升高调控，以及 CLU 能否用于评估吸入性糖皮质激素（ICS）治疗反应。方法：采用酶联免疫吸附测定（ELISA）和 Weste...
随着对微型化、快速、低成本和少试剂分析需求增加，将生物传感器与微流控技术集成以构建微型平台受到广泛关注。微流控集成生物传感器具有样品体积小、处理时间短、成本低、试剂消耗少等优点，同时具备层流、危险材料处理少、多样品并行检测、便携性和设计灵活性等特性。微流控涉及在微升至纳升级别操控流体的科学与技术。将生物传感器与微流控芯片结合有望提升...
近期生物传感器设计与传感效能的进展，需要与响应性药物递送系统研究相结合，以建立更优的健康或疾病管理方案并提高患者依从性。多种疾病需要持续监测才能实现有效干预，体内理化变化可在疾病显现前提示其发生。即使使用传感器进行诊断和预后，医疗干预仍存在不足，疾病发现过晚会降低治疗效果，而传统治疗可能引起组织损伤、肝毒性等副作用。药物递送系统可降...
用于疾病诊断和病理状况监测的分析常依赖血液样本，部分原因是采血相对容易。然而，全血中存在大量干扰物质，通常需要先分离血浆或血清，增加了步骤、时间和成本。本文开展了一项可行性研究，证明新鲜或冷冻全血可直接用于基于ELISA的方法检测可溶性生物标志物。以可溶性CD25（sCD25）为代表，作者比较了健康志愿者和阿尔茨海默病患者血浆与全血...
生物传感器由换能器与生物识别元件组成，可将换能器表面的生化事件直接转换为可测量信号，因而有望以较简便方式提供快速、实时且准确的分析结果。自1962年首个用于血糖监测的“酶电极”问世以来，医学诊断一直是推动生物传感器发展的主要动力。本章围绕诊断应用，系统概述生物传感器的换能原理、生物识别层和检测格式，并讨论传感器芯片封装、微流控集成及...
个性化医学有望通过实时监测多种生物标志物改善疾病诊断、治疗优化和医疗成本控制。将基础研究发现转化为符合监管要求的临床应用，需要能够同时监测多个生物标志物的临床高效生物传感器。本文讨论微腔光学生物传感器这一关键组件，用于在生理相关浓度下无标记监测生物分子相互作用。与多数研究侧重提高灵敏度不同，本文强调临床实用所需的稳健性、易制造性、易...
过去十年，硅纳米线（SiNW）生物传感器作为高灵敏、无标记、电学检测工具，被广泛用于生物分子识别与疾病诊断。本文系统综述了 SiNW 生物传感器的工作原理、制备工艺、表面功能化、流体交换、Debye 长度效应及电学读出方法。SiNW 通常构成场效应晶体管（FET）沟道，通过抗体、肽核酸（PNA）、DNA 探针或生物素–链霉亲和素等识...
儿童睡眠实验室资源有限，导致儿童阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）诊断和治疗延迟，增加 OSA 相关并发症风险。本文综述转录组学、蛋白质组学及呼气冷凝物生物标志物发现进展，并评估其用于建立可靠、经过验证的儿童 OSA 诊断方法的可行性。基因表达芯片显示，少数基因在儿童 OSA 中发生显著且可重复的表达改变，可能具备区分 OSA 的能力。多...
本文报道了一种用于检测枯草芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）蛋白酶生物标志物的简单、高选择性和高灵敏电化学生物传感器。枯草芽孢杆菌是炭疽芽孢杆菌这一生化战剂的模型菌。传感器以含 D-氨基酸的底物肽为核心识别元件，通过 C 端半胱氨酸与金电极自组装固定，N 端标记生物素。链霉亲和素偶联碱性磷酸酶（SA-ALP）特...
本研究利用现场抗体微阵列生物传感器LDChip300（Life Detector Chip）分析南极Deception Island表面与永久冻土（钻深至4.2 m）中微生物群落组成及运行代谢。LDChip300含300余种针对细菌和古菌抗原的抗体，通过夹心微阵列免疫分析检测样品中的胞外多糖、细胞抗原及代谢蛋白。免疫图谱显示所有表面...