由 SARS-CoV-2 引起的 COVID-19 是近三年来对人类健康最大的全球威胁。目前最广泛使用的 COVID-19 诊断方法是实时荧光定量逆转录 PCR（RT-qPCR）和快速抗原检测（RAT）。PCR 耗时长且需要专业仪器和熟练人员；RAT 可用于家庭或即时检测，但灵敏度较低，假阴性率较高。本文报道了一种可抛弃、基于激光刻...
无标记电化学生物传感器具有微型化、可扩展和数字化等优势，适合即时检测（POC）应用。在新冠疫情背景下，发展此类传感器对快速检测和疾病管理很重要。无标记电化学传感器常采用 [Fe(CN)6]3-/4- 氧化还原探针检测低浓度目标物，可显著提高灵敏度，但法拉第型传感器存在基线信号漂移问题，影响器件性能。本文采用巯基己酸（MHA）自组装单...
本文提出将阻抗式生物传感器平台 ESSENCE 从昂贵台式分析仪 Keysight 4294A（约 5 万美元）过渡到便携且廉价的 USB 示波器 Analog Discovery 2（约 200 美元）并保持相近灵敏度的路径。作者系统研究了氯化钾（KCl）电解质与磷酸盐缓冲液（PBS）在有无氧化还原探针（铁氰化/亚铁氰化体系和 [...
阻抗生物传感器通过测量生物分子与传感器表面生物受体结合所引起的电导阻抗变化，实现目标分析物的检测。纳米材料可用于修饰传感器表面，增加可用于生物识别事件的表面积，从而提高灵敏度并降低检测限。碳纳米管、碳纳米纤维、量子点、金属纳米颗粒和氧化石墨烯等纳米材料已被研究用于阻抗生物传感器，并在提高灵敏度、选择性和整体生物传感器性能方面取得积极...
本文报道了一种基于硼掺杂金刚石纳米片全体积富集丝网印刷碳电极（BDDPE）的新型电极，用于阻抗生物传感器。阻抗生物传感器在病毒检测中具有高灵敏度和选择性，但作为即时检测设备受限于纳米材料结构复杂和受体固定步骤繁琐。研究采用两步修饰：在BDDPE上电还原重氮盐，并用零长度交联剂固定抗体，构建针对流感嗜血杆菌（Hi）的选择性阻抗生物传感...
肌钙蛋白I（Troponin I）是心肌损伤时释放入血循环的蛋白质，因敏感性和特异性高，常用于诊断心肌损伤。为电化学检测肌钙蛋白I，作者采用水热法制备了四重三维激光刻写石墨烯/二硫化钼功能化氮掺杂石墨烯量子点杂化木质素基银纳米粒子（3D LSG/MoS2/N-GQDs/L-Ag NPs）增强基底。通过改变MoS2前驱体，分别形成Mo...
微生物生物膜污染是普遍问题，需要精确快速检测技术以有效控制其生长。微加工电化学阻抗谱（EIS）生物传感器有望用于早期生物膜检测和清除监测。本研究利用集成传感器的定制流路系统，在流动条件下对生物膜生长进行实时阻抗测量，并与共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）成像相关联。在基础水相培养基（胰酪大豆胨肉汤，TSB）和油-水乳液（金属加工液，M...
SARS-CoV-2 疫情加速了诊断工具开发。集成电化学生物传感器的设备可作为高检测需求下的替代方案，尤其适用于缺乏标准检测技术的场景。适配体因稳定性、特异性和敏感性而适合作为识别元件。本文开发了一种用于人唾液 SARS-CoV-2 检测的非侵入性电化学适配体生物传感器，适配体可识别野生型及变异株 Spike 蛋白。激光诱导石墨烯（...
猫传染病是猫常见健康问题及死亡主要原因，早期诊断对治疗至关重要。IgG水平常反映个体对特定病原的免疫状态，特异性抗猫IgG抗体是检测试剂盒的关键组分。本研究利用噬菌体展示技术筛选结合猫IgG的单链可变片段（scFv）。以纯化猫IgG为靶标进行三轮生物筛选，并通过间接酶联免疫吸附试验（ELISA）筛选出结合能力最佳的两个scFv克隆。...
阿尔茨海默病（AD）是一种神经退行性疾病，目前多在晚期才能诊断，导致治疗窗口受限并严重影响患者及照护者生活质量。为探索快速、可靠且可用于早期筛查的检测方法，本研究验证了基于碳化硅（SiC）电极的电化学生物传感器对淀粉样蛋白β42（Aβ42）的检测能力。Aβ42 是 AD 的可靠生物标志物。实验以金（Au）电极为对照，对两种电极采用相...
控制水和食品中病原微生物污染需要快速、简便、低成本方法。本文利用甘露糖与大肠杆菌细胞壁I型菌毛末端FimH黏附蛋白之间的特异性亲和力，构建了一种无标记碳水化合物基电化学生物传感器，用于快速检测致病性大肠杆菌。传感器以玻碳电极为基底，通过电沉积金纳米粒子增大有效电极面积并提高导电性，再经半胱胺连接，利用EDC/NHS活化将对羧基苯胺基...
本研究报道了一种基于筛选Fv抗体的免疫亲和生物传感器，用于检测严重急性呼吸综合征冠状病毒1型（SARS-CoV-1）。首先利用自展示技术在大肠杆菌外膜构建Fv抗体库，并通过固定SARS-CoV-1刺突蛋白（SP）的磁珠筛选出两个特异性克隆，分别命名为Anti-SP1（CDR3序列1GRTTG5NDRPD11Y）和Anti-SP2（C...
面对快速传播病毒带来的疫情威胁，亟需简单、可靠且能早期诊断的方法，以便在症状出现前检测极低病原体载量。目前逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）最可靠，但耗时长、依赖专业试剂与人员，且成本高、可及性差。因此，开发可微型化、便携且高可靠性的病原体早期检测传感器，对阻断疾病传播、评估疫苗效果及监测新变异株具有重要意义。本文开发了一种高灵敏微...
SARS-CoV-2 在全球范围内引发恐慌，快速诊断程序对疾病控制至关重要。因此，本研究将源自病毒高度保守区域的特征探针化学固定于纳米结构 AuNPs/WO3 修饰的丝网印刷电极上。通过加入不同浓度的匹配寡核苷酸测试杂交亲和力的特异性，并采用电化学阻抗谱追踪电化学性能。经完整检测条件优化后，基于线性回归计算检出限和定量限，分别为 2...
开发体内、纵向、实时监测器件是实现连续精准健康监测的关键。分子印迹聚合物（MIPs）作为比抗体更稳健的传感识别材料，已用于传感器、药物递送、亲和分离和固相萃取。然而，MIP 传感器通常因结合亲和力高（>10^7 M^-1）和释放动力学慢（<10^-4 μM/s）而只能一次性使用。现有刺激响应型 MIP 需借助额外化学或外部刺激来逆转...
本文针对表面限制氧化还原反应在生物传感器、储能、合成电化学和蛋白质膜研究中的重要性，指出伏安法和电化学阻抗谱中常用大振幅正弦扰动以更好表征电极界面，但通过数值模拟拟合非线性电化学模型以提取动力学参数计算成本高。作者提出一种基于模拟电路的等效实现方法，用伯努利单元、可调增益、E+单元、跨导乘法器和微分器等构建法拉第阻抗元件，并用RC网...
近年来，器官芯片和微生理系统（MPS）等台式组织培养模型日益复杂，需要集成传感模态以获取复杂、多路生物数据。本文扩展了聚合物-金属生物传感器方法，展示了一种用于化合物生物传感的简便技术，并通过自定义建模方法进行了表征。作者开发了一种复合芯片，集成三维微电极、三维微流控、互指电极（IDE）和微加热器。该芯片通过三维微电极的电/电化学表...
随着抗生素耐药性威胁加剧，针对革兰氏阴性病原菌中高度固化的多重耐药机制开发新型抗菌药物尤为重要。ATP结合盒（ABC）转运体MsbA存在于革兰氏阴性病原菌质膜中，对细菌存活至关重要，是新型抗菌药的重要靶点。支撑脂质双分子层（SLB）可在体外模拟细胞膜环境，并能与光学、生化和电化学技术联用，用于监测膜蛋白结构与功能。本文构建了含大肠杆...
褐菇（Agaricus bisporus）生物量中含有对乳糖具有显著识别特异性的凝集素 ABL。本研究利用该特性开发了一种光电化学生物传感器。盐溶液提取物中 ABL 凝集素活性高达 640 HU/mL，并在 pH 4–10 和 20–100 °C 条件下保持活性，因此可直接作为识别元件来源。理论与实验结果表明，将 ABL 固定于聚亚...
H1N1 是甲型流感病毒，症状较季节性流感更重，甚至致命，因此需要快速、准确、有效的诊断方法。本研究开发了一种用于 H1N1 病毒敏感、选择性、实用检测的电化学免疫传感器。该平台以金丝网印刷电极（AuSPE）为换能器，采用多壁碳纳米管-金-铂（MWCNT-Au-Pt）杂化纳米材料修饰电极表面，并通过半胱胺处理固定抗血凝素（anti-...