Biosensors for Circular RNA Profiling in Biological Matrices.
许多疾病早期发现困难,因为常多年无症状发展。环状RNA(circRNA)因共价闭环结构而高度稳定,具有外切酶抵抗和长半衰期,并呈现疾病特异性表达,存在于生物流体中,便于无创监测分子标志物。传统检测技术依赖中心实验室、复杂仪器和专业人员,限制其临床普及和即时诊断应用;近期生物传感器技术进步使能在生物基质中快速、灵敏、高特异性检测cir...
许多疾病早期发现困难,因为常多年无症状发展。环状RNA(circRNA)因共价闭环结构而高度稳定,具有外切酶抵抗和长半衰期,并呈现疾病特异性表达,存在于生物流体中,便于无创监测分子标志物。传统检测技术依赖中心实验室、复杂仪器和专业人员,限制其临床普及和即时诊断应用;近期生物传感器技术进步使能在生物基质中快速、灵敏、高特异性检测cir...
呼吸道病毒感染仍是全球重大公共卫生挑战,亟需快速、灵敏且可及的诊断方法。常规诊断技术如逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)、病毒培养和酶联免疫吸附试验(ELISA)分析性能高,但常受基础设施、成本和周转时间限制,难以用于去中心化或资源有限场景。本综述系统评述呼吸道病毒检测生物传感器技术的最新进展,重点讨论电化学生物传感器、CRISPR...
适配体是20世纪90年代发现的单链DNA或RNA寡核苷酸,常被称为“化学抗体”,能以高亲和力和选择性结合特定目标分子。近年来,适配体已成为检测、诊断、治疗和生物传感等领域的重要工具。本专题聚焦适配体筛选方法与应用进展,重点涵盖高效适配体筛选技术、以适配体为识别元件的创新生物传感器开发,以及传染病控制和食品安全保障中的高级应用。专题收...
循环肿瘤细胞(CTCs)是从原发或转移灶脱落并进入血流的癌细胞,是肿瘤转移的关键细胞,也是液体活检的重要组成部分,有望用于癌症早期诊断、治疗反应监测和复发预测。然而,CTCs在血液中浓度极低,且周围存在大量造血细胞,加之CTC异质性强、检测平台灵敏度不足以及血液基质复杂,使其分离与检测面临重大技术挑战。本综述系统更新了CTC分离与检...
细菌感染是全球疾病暴发的重要诱因之一。传统检测方法如细菌培养和PCR虽然可靠,但耗时长、操作复杂。近年来,CRISPR-Cas系统因高特异性和精确性在基因编辑与诊断中展现出巨大潜力,为细菌检测提供了创新方案。通过整合预扩增技术,CRISPR-Cas系统显著提高了检测灵敏度,尤其适用于低浓度目标菌检测。本综述总结了近三年来基于CRIS...
遗传病的早期检测对现代医学具有重要意义,发展高灵敏、低成本的DNA生物传感器十分关键。金属纳米团簇(MNCs)因尺寸小于2 nm、具有离散能级、强光致发光、良好光稳定性、低毒性和可调控电子结构,在DNA检测中展现出重要潜力。本综述首先介绍MNCs的结构与光学、电化学特性,随后系统总结化学还原、配体交换、化学刻蚀、微波辅助及绿色合成等...
水传播病原体可经粪便排放、雨水径流、农业与工业活动以及供水基础设施缺陷进入水体,并引起腹泻、胃肠炎、霍乱和伤寒等疾病;由于儿童死亡率较高,对公共健康构成严重威胁。已有研究表明,采用传统培养法和分子技术监测水体中的病原体可管理这些疾病,但存在检测耗时长、难以检测低浓度病原体等不足。有效防控需要快速、灵敏、高选择性、经济高效的水体病原体...
生物传感器领域因氧化锌(ZnO)纳米结构的引入而取得显著进展,这得益于其独特的结构、电学和光学性质。ZnO纳米结构为生物传感器应用提供了诸多优势:其优异的电子迁移率能够促进生物识别元件与换能器之间的有效电子转移,从而提高灵敏度并降低检出限;同时,ZnO具有良好的生物相容性和低毒性,适合体内应用,可减少不良生物反应。本综述探讨了ZnO...
近年来,金纳米簇(AuNCs)因尺寸极小、比表面积大、易于功能化、具有独特荧光性质和优良导电性,被广泛用于生物应用。然而,AuNCs在溶液中不稳定,需借助树状大分子、肽、DNA和蛋白质等配体稳定,因此配体选择决定其性质与形成。在众多配体中,酶稳定金纳米簇(enzyme–AuNCs)因兼具AuNCs优异的光学/电化学性质和酶的高度靶向...
食品源病原微生物对食品安全构成严重威胁,传统生化检测方法存在耗时长、灵敏度低、成本高和依赖专业设备等不足。近年来,CRISPR/Cas系统因具有高度灵活性、灵敏性和特异性,成为病原微生物检测的新兴工具。本文综述了具有横向切割活性的CRISPR/Cas系统在食品源病原菌检测中的研究进展,简要分类并讨论了Cas9、Cas12、Cas13...
卵巢癌是致死率最高的妇科恶性肿瘤之一,多数患者确诊时已处于晚期,因此亟需通过血液或血清生物标志物实现大规模早期筛查。生物传感器因可自动化、快速、低成本地检测目标分子而受到关注。目前临床常用癌抗原125(CA125)监测卵巢癌,但其特异性不足,难以单独用于早期诊断。本文综述了过去十年用于检测卵巢癌相关生物标志物的多种生物传感器,重点包...
本文是一篇研究专题社论,围绕生物与临床样本中癌症生物标志物检测的最新进展展开。作者指出,在靶向治疗和免疫治疗快速发展的背景下,准确可靠的生物标志物检测是个体化医疗的关键,同时新标志物的发现必须配套快速、简便、低成本且可临床转化的检测方法。该专题收录了多篇原创研究与综述:Pei等对外泌体作为骨肉瘤液体活检诊断工具进行了文献计量与可视化...
食品真菌毒素(FBMTs)是在食品自身或加工、运输过程中产生的毒素,对公共卫生安全构成严重威胁。传统仪器分析和化学检测方法存在操作难度大、耗时长、成本高等不足,限制了其大规模应用。近年来,适配体生物传感器凭借高亲和力、良好特异性和快速响应,成为食品安全风险评估与监测的新工具。本综述重点回顾近年来单模态与双模态适配体传感器在基础研究和...
生物传感器是将生物识别元件与物理化学换能器结合的分析装置,可借助生化分析物快速、便捷地监测人体健康状况。由于成本低、结构简单、便携且易于使用,电化学检测已成为生物传感器中广泛采用的方法。生物传感器可通过检测与多种疾病相关的蛋白生物标志物实现早期诊断;这些标志物可提供可在患者体外客观观察的医学状态指标。本综述系统总结了电化学生物传感器...
肝细胞癌是目前最常见的肝脏恶性肿瘤,常由一系列致癌突变导致异常细胞增殖,多继发于肝炎、肝硬化等肝病。由于其侵袭性强、预后差,早期筛查和诊断至关重要。然而,HCC 早期临床表现异质,许多患者缺乏特异性症状。传统筛查依赖影像学检查,确诊依赖活检;影像设备昂贵、耗时且诊断准确性有限,活检具有侵入性,不适合反复使用。近年来,生物传感器因可快...
介孔硅纳米颗粒(MSNs)具有可控孔径、高比表面积、良好生物相容性和易于共价功能化等特性,可用于构建高效生物传感器。其表面可稳定连接抗体、适配体等识别元件,有序孔道可负载染料或电活性物质,并在目标分析物触发下释放,实现光学或电化学检测。本文综述了最近五年基于 MSNs 的光学与电化学传感平台在癌症生物标志物检测中的研究进展,并按肺癌...
内分泌干扰物是天然或人为产生的环境微污染物,可改变内分泌系统功能并最终损害代谢。双酚A(Bisphenol A, BPA)是其中最常见的污染物之一,常作为增塑剂用于环氧树脂和聚碳酸酯,因此监测不同环境中的BPA水平既重要又具有挑战性。近年来,针对BPA的检测方法不断涌现。本文对近十年发表的基于适配体的电化学、荧光、比色及其他BPA检...
肝细胞癌(HCC)早期诊断对提高患者生存率至关重要。甲胎蛋白(AFP)是用于HCC及部分其他癌症筛查和监测的糖蛋白血清生物标志物,但传统ELISA、放射免疫和免疫化学方法存在耗时长、成本高、灵敏度不足和抗体稳定性差等局限。适配体传感器因稳定性高、亲和力强、选择性优、成本低且可再生,成为AFP检测的重要工具;纳米材料可进一步降低检出限...
心血管疾病中急性心肌梗死是主要死因之一,其诊断主要依赖心肌肌钙蛋白I(cTnI)检测。传统方法存在灵敏度、特异性和操作便捷性方面的局限,推动了高灵敏、高特异检测技术的发展。生物传感器作为新兴技术,已在临床和生物检测领域广泛应用。本文检索并综述了2019—2022年PubMed数据库中关于cTnI生物传感器检测的相关文献,关键词包括心...
单核苷酸多态性(SNP)是人类基因组中最常见的遗传变异形式,也是个体差异的主要来源,并已成为临床诊断与治疗的重要标志。恶性肿瘤、心血管疾病、遗传代谢病和自身免疫病等多种疾病均与单核苷酸变异相关,因此准确识别SNP对理解基因功能和个体健康具有重要意义。长期以来,SNP检测面临制备与操作简便、亲和力和特异性高、成本低等关键挑战。生物传感...