电子设备与可穿戴传感器的快速增长增加了电子废弃物，推动了对可持续、生物相容材料的关注。静电纺丝生物材料已成为多功能可穿戴纺织品的通用基底，具有柔性、高比表面积、可调孔隙和生物相容性。利用天然聚合物（如丝素蛋白、纤维素、壳聚糖）和合成聚合物（如聚己内酯、聚乳酸、聚偏氟乙烯），静电纺丝可制备纳米纤维膜，支持热调节、湿度管理以及压力、温度...
在细胞培养研究与生物技术中，精确监测pH对维持细胞健康和保证实验结果可靠至关重要。传统玻璃电极和化学指示剂常存在易碎、需频繁校准以及潜在细胞毒性等局限。本研究提出一种基于细菌视紫红质（bacteriorhodopsin, bR）的新型pH传感器。bR是一种光敏跨膜蛋白，可随pH波动发生构象变化并产生可测量的光电信号。作者将bR基电化...
可植入生物传感器已成为个性化医疗的前沿技术，有望推动精准医学未来发展。本文综述了可植入可降解生物传感器的重要进展、新型材料、多种应用，以及临床转化中面临的挑战。文章重点讨论了提高灵敏度与特异性的策略，包括新生物标志物、先进计算与数据通信模型。微型原位植入器件在完成任务后通常需要取出，手术取出会给患者带来不适并可能引发术后并发症；因此...
微针在生物医学尤其是生物传感中具有微创、便捷检测的独特优势。本综述介绍用于微创分析的微针基电化学传感器概念，并结合皮肤结构为设计成功微针提供依据。文章讨论开发微针生物传感器的要求，包括金属、纳米材料和导电聚合物等材料的电学与电化学行为，这些是灵敏生物传感器的关键因素。进一步强调将生物识别元件固定到电极材料上的策略，并详述需要先进制备...
近几十年来，上转换纳米材料（UCNMs）因具有大反斯托克斯位移、窄发射峰、抗光漂白和长寿命等独特光学性质而受到广泛关注。这些性质使其成为药物递送、生物成像、生物传感以及特定癌症光动力治疗等生物医学统一应用的理想候选材料。本综述系统介绍了上转换的一般机制、合成方法及其在生物学中的潜在应用和生物反应。文章还解释并总结了 UCNMs 的生...
铜因导电性好、成本低而广泛用于电子器件，但铜及其氧化物的高毒性限制了其在生物电子器件中的应用。为提高纯铜的生物相容性，本研究探索了一种铜–钌（Cu–Ru）复合生物电极材料。作者采用激光诱导金属沉积法，先在玻璃片上从含铜盐溶液沉积铜微电极，再在铜表面从含钌盐溶液沉积钌，获得多孔 Cu–Ru 复合电极。SEM 和 XRD 表明电极具有分...
碳化硅（SiC）是一种高度坚固的半导体材料，有望革新用于人类医疗保健的植入式医疗器械，如生物传感器和神经植入物，从而实现先进的生物医学治疗应用。SiC 具有良好的生物相容性和血液相容性，目前已商业用于从心脏支架涂层、牙科植入物到涉及神经植入物和传感器的短期诊断应用等长期人体体内应用。当前医学界面临的一个挑战是缺乏本质上“智能”的生物...
随着体内和表皮应用对柔性、生物相容传感器需求增加，天然聚合物为柔性生物传感器提供了高生物相容性和可调节可降解性的新途径。作为概念验证，作者结合薄膜与厚膜技术制备了一种柔性葡萄糖生物传感器：以家蚕 Bombyx mori 丝素蛋白（silk fibroin）制备全生物基、可降解薄膜作为基底，通过电子束蒸发沉积 20 nm Ti 粘附层...
基于纳米技术的生物传感器发展迅速，已广泛应用于生物医学、环境监测、国防和化学分析等领域。新型纳米材料被大量开发用于潜在生物传感与诊疗应用，但其潜在健康风险仍缺乏系统评估。将体内诊断生物传感器与药物递送系统(DDS)相结合，对下一代诊疗平台具有重要潜力。可控、精准、安全地将诊断传感器件和治疗剂递送至靶组织、器官或细胞，是发展先进纳米生...
生物传感器是从生物体获取重要生理信息的核心元件。为了更好地感知生命信息，与生物体高度兼容的柔性生物传感器和植入式传感器受到研究者青睐。同时，用于制备新一代柔性传感器的材料也受到关注。液态金属是一类在室温或接近室温下呈液态的金属基材料，具有高电导率、低毒性和优异流动性，正成为生物传感器中极具吸引力的候选材料。本文专门综述了液态金属在生...
3D打印在微流控、生物电子和Bio-MEMS领域的应用受到商业打印树脂生物相容性研究不足的制约。本研究系统评估了多种商业光固化树脂在打印后处理及涂层封装下的生物相容性，并以HL-1大鼠心房心肌细胞作为产电细胞模型。通过70%异丙醇清洗、405 nm紫外后固化、热烘烤和高压灭菌等后处理，可显著去除未固化单体并提高交联程度，使细胞活力接...
实现了对普鲁士蓝（PB）掺杂双面丝网印刷柔性电极上纳米结构聚苯胺（PANI）/葡萄糖氧化酶（GOD）的一步修饰，并成功应用于体内连续葡萄糖监测，同时系统评价了其生物相容性。所提出的制备流程简单、成本低，适合大规模生产。碳墨中掺杂的PB可在低电压下催化过氧化氢（H2O2）还原，有助于消除干扰；PANI/GOD纳米结构使GOD在长期体内...
帕金森病（PD）是美国仅次于阿尔茨海默病（AD）的第二常见神经退行性疾病。为研究其电生理机制，多巴胺能N27神经元细胞常被用作体外模型。本研究提出一种柔性石墨烯生物传感器设计。作者采用液相剥离法，并以牛血清白蛋白（BSA）辅助剥离，制备生物相容性石墨烯；拉曼光谱显示所得材料为少层石墨烯（FLG），ID/IG=0.11。将该少层石墨烯...
长期皮下植入的连续葡萄糖生物传感器有望改善糖尿病管理并减少相关并发症。然而，固有异物反应（FBR）会改变周围组织局部葡萄糖浓度，并因高代谢炎症细胞募集和致密胶原纤维囊形成而阻碍葡萄糖向传感器扩散。现有减少FBR策略主要依赖聚乙二醇（PEG）等被动抗污材料以降低初始细胞黏附。本文报道一种热响应双网络（DN）膜，利用皮下组织正常温度波动...
本研究评估可穿戴伤口生物传感器中各组分材料对人角质形成细胞（HaCaT）的细胞毒性，以考察其用于连续伤口监测的生物相容性。研究分别考察金纳米颗粒（Au NPs）、银纳米颗粒（Ag NPs）、尿酸酶（UOx）、二茂铁羧酸（FCA）、多壁碳纳米管（MWCNTs）和聚乙烯醇基聚合物（PVA-SbQ）的单独及混合效应，通过细胞活力、线粒体活...
天然生物聚合物具有多种医学应用潜力，但纤维化会降低营养物质和代谢废物的扩散与分散，进而引发严重免疫相容性问题；合成聚合物则常存在力学性能差和降解行为不稳定等不足。本研究通过化学酶法合成一种新型水凝胶材料，原料包括己内酯、乙二醇、乙二胺、聚乙二醇、过硫酸铵和四甲基乙二胺。光谱分析表明，聚脲(PU)和聚羟基脲(PHU)是该水凝胶前驱体的...
实时监测肿瘤微环境参数可为肿瘤生物学动态及其治疗反应提供有价值信息，但植入式生物传感器可能因异物反应导致的生物污损而失效。本研究建立了一种新型肿瘤异种移植模型，用于评估六种生物材料（二氧化硅、氮化硅、Parylene-C、Nafion、生物相容性 EPO-TEK 环氧树脂和铂）植入实体瘤后诱发异物反应的潜力。所选材料基于其用于构建一...
本文报道了由铂催化层生长的碳纳米纤维（Pt-CNFs）用于酶法谷氨酸生物传感器的构建与生物相容性评估。作者将谷氨酸氧化酶（GluOx）通过 EDC/NHS 碳二亚胺交联固定于 Pt-CNFs 表面，并在两种电位下进行安培检测。在 -0.15 V vs. Ag/AgCl 下，谷氨酸浓度高于 100 mM 时，氧还原反应会消耗电极表面 ...
石墨烯纳米材料是一类具有优异结构、光学、热学、电学和机械性能的新型纳米材料，因良好的水相加工性、表面可功能化性、可调荧光和表面增强拉曼散射（SERS）特性，在电子、能源、催化、传感和生物医学领域受到广泛关注。本文综述了石墨烯家族纳米材料，包括氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（rGO）和石墨烯量子点（GQDs）的合成方法，并重点讨论...
闭环给药可通过持续监测生物标志物水平实现药物治疗的自主控制。数十年来，研究者致力于开发可治疗糖尿病等慢性病门诊患者的便携式闭环系统。近年来，首批系统已走出实验室并进入商业应用，这反映了长期稳定植入式生物传感器在体内准确测量生物标志物水平方面的进展。本文综述植入式生物传感器在闭环给药中的应用，旨在为相关工程与研究人员提供资源。文章概述...