本研究探讨了以活性炭污泥微生物在碳纳米管修饰石墨膏电极表面形成的电活性生物膜为基础，构建高灵敏度生化需氧量（BOD）生物传感器的可行性。作者采用相差光学显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对生物膜形成过程进行表征，并利用循环伏安法和电化学阻抗谱研究电活性生物膜中的电荷转移特性。通过循环伏安法测得微生物与胞外电子载体的相互作用速率...
随着生命科学、分子生物学、纳米技术、光学和电化学等交叉领域的发展，面向即时检测（POC）诊断的生物传感器设计策略不断涌现。与传统生物传感器相比，最新POC研究强调提高检测精度、降低成本、缩短检测时间，并发展可在单一器件中实现多靶标检测、快速诊断和高通量筛选的通用策略。本综述围绕2018—2021年POC识别与信号转换技术进展，重点介...
乳酸检测在运动医学和临床医学中具有重要意义，乳酸堆积会影响运动员表现，也是脓毒症的重要预后指标。目前乳酸检测主要依赖指尖或耳垂采血，存在疼痛、无法连续监测和成本较高等问题。本研究开发了一种低成本连续乳酸监测系统（CLMS），其核心为基于经皮微针阵列的三电极乳酸传感器。工作电极为10 mm×6 mm的不锈钢微针阵列，包含3×3根微针，...
急性肾损伤(AKI)是发病率和死亡率均较高的复杂临床综合征。传统诊断指标在特异性和敏感性方面不足，因此亟需新型生物标志物及其简便、快速的应用方法以改善诊断流程。基于电化学、等离子体、分子探针和纳米颗粒的生物传感器，结合高效表面化学策略，是开发即时检测(POC)装置的重要方向。此类生物传感平台在检测和定量新型AKI生物标志物方面具有关...
新冠疫情暴发凸显了对高灵敏度、高选择性且易于操作的生物传感器件的需求，面向大规模检测与感染人群映射的即时检测（POC）设备尤为重要。本文提出一种基于石墨烯的电-电化学垂直器件（EEVD）POC 生物传感器，用于 SARS-CoV-2 血清学诊断。该器件将 SARS-CoV-2 受体结合域（RBD）生物偶联物固定于表面，通过检测血清中...
近期，为获得快速、便携、低成本且易用的诊断工具，已开发多种SARS-CoV-2检测方法。本综述系统总结并讨论SARS-CoV-2即时检测设备的研究进展，并从多个方面比较不同方法。文中介绍了近期开发的便携式COVID-19生物传感器的多种检测方式，按SARS-CoV-2目标生物标志物分为抗体、核酸、抗原和代谢产物四大类。综述还概述了未...
冠状病毒病（COVID-19）是由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发的全球公共卫生危机。实时逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）是诊断COVID-19的金标准，虽然准确性高，但需要高度训练人员且周转时间长。快速廉价的免疫诊断（抗原或抗体）检测已可用，但这些即时检测（POC）测试准确性不及RT-PCR。生物传感器是...
本文开发了一种新型金属-有机框架（MOF）@共价有机框架（COF）杂化材料，具有分级纳米结构和优异光活性，并作为双模光电化学（PEC）与电化学（EC）生物传感器的多功能平台，用于检测HIV-1 DNA。作者先以预合成的Cu-MOF纳米椭球为模板，利用铜酞菁四胺（CuPc-TA）和2,9-双[p-(甲酰基)苯基]-1,10-菲啰啉（P...
随着新冠疫情暴发，即时检测（POCT）系统因样本量小、操作简便、结果快速而受到广泛关注。柔性生物传感器凭借柔性、便携和高效等优势，在医疗诊断、预后和健康监测中具有重要实用价值。本文系统综述了基于比色、荧光和电化学检测的柔性生物传感器在POCT中的应用，并按基底材料分为聚合物、纸基和纺织基三类。聚合物基底如PDMS、PET、PI等可构...
本文提出一种将表面等离子共振（SPR）与电化学响应（eSPR）结合同一免疫分析平台，用于高灵敏、高选择、无标记、全自动筛查乳腺癌生物标志物糖类抗原15-3（CA 15-3）的新方法。检测分两步：第一步用直接SPR实时监测溶液中CA 15-3与表面固定抗体的结合，获得两段线性响应范围，但检出限较差，为21 U mL−1。第二步在SPR...
C反应蛋白（CRP）是一种急性期反应蛋白，在炎症/感染急性期由脂肪细胞和巨噬细胞产生的白细胞介素-6等炎症细胞因子刺激下进入血液。CRP检测被广泛用作急性和慢性炎症疾病的代表性标志物。随着诊断技术提高，CRP不仅作为传统生物标志物，也被用于多种疾病。现有商业化CRP检测以酶联免疫吸附试验（ELISA）为主，ELISA选择性和灵敏度高...
良好的稳定性和可重复性是决定材料应用价值的重要因素。目前，过渡金属碳化物（TMCs）以二维 MXene、纳米复合材料、纳米颗粒、碳化物薄膜、纳米粉体和纳米纤维等形式受到广泛关注。TMCs 在不同环境中具有较高热稳定性，并表现出良好的可重复性；其丰富的电、热、机械和化学性质使其适用于多功能材料体系。本文综述了 TMCs 的多种合成路线...
本文报道了一种用于过氧化氢（H2O2）非酶生物分析的钴磷化物纳米颗粒（Co2P NPs）电化学生物传感器。H2O2是体内重要活性氧，其浓度异常与多种疾病相关，但传统酶传感器存在固定化复杂、环境稳定性差和重现性不足等问题。作者采用温和水热法，以醋酸钴和红磷为原料，在不使用有害磷源条件下制备Co2P NPs，并通过透射电镜、X射线衍射和...
我们此前证明 AβPP/PS1 小鼠在海马斑块积累前出现高谷氨酸能信号。本研究评估 2-氨基-6-(三氟甲氧基)苯并噻唑（利鲁唑）作为 AD 早期干预策略，旨在在大量 Aβ 斑块积累和认知下降前恢复谷氨酸能神经传递。雄性 AβPP/PS1 小鼠（进行性脑淀粉样变模型）在 2–6 月龄接受利鲁唑治疗。12 月龄时进行 Morris 水...
本文以作者个人经历回顾在 Geoff Burnstock 启发下开发腺苷和 ATP 生物传感器，用于实时测量中枢神经系统功能中的嘌呤释放。最初为理解蛙胚胎脊髓运动模式生成中 ATP 与腺苷的相反调节作用，作者构建含腺苷脱氨酶、嘌呤核苷磷酸化酶和黄嘌呤氧化酶的酶促微透析电极，将腺苷经次黄嘌呤、黄嘌呤转化为尿酸并产生 H2O2，再以电化...
本研究以五氧化二钒（V2O5）作为载体材料固定脲酶，构建用于检测尿素的生物传感器。V2O5 通过溶胶-凝胶法制备，并将脲酶固定于 PET/ITO/V2O5 薄膜表面。通过测试不同尿素浓度研究传感器灵敏度，并考察 pH 变化对酶催化活性的影响。循环伏安结果表明，随着 pH 升高，伏安图总电荷下降，说明 pH 变化会影响脲酶的催化活性。...
当前已进入大流行病时代，病毒检测对人类社会的意义日益重要。具有基因突变的病毒几乎每年都有报道，人们需要开发病毒检测工具和疫苗以确保适当治疗。流感病毒（IV）是最具危害性的病毒之一，存在多种突变、亚型，并在人类及猪、禽类等动物中快速传播。IV感染可引起咳嗽、发热、腹泻、寒战等严重症状，甚至导致死亡。为降低IV造成的危害，亟需对其进行准...
谷氨酸是脑和脊髓中最丰富的兴奋性神经递质之一，其细胞外浓度变化与学习记忆、神经能量代谢及多种神经系统疾病密切相关。现有微透析、磁共振波谱和正电子发射断层扫描等方法时空分辨率有限，难以捕捉快速瞬态谷氨酸释放。电化学酶传感器可提供秒级甚至亚秒级时间分辨率，是连续监测细胞外谷氨酸的有前景方案。本文报道一种更简单、低成本的活性炭-铂微粒（C...
本文提出一种基于电极原位生成、由阳离子PDA+修饰的多功能DNA纳米球构建的光电化学（PEC）与电化学（EC）双模生物传感器，用于灵敏准确检测miRNA-141。利用靶标相关的三元“Y”结构切割循环反应，将靶标DNA转化为大量输出DNA并锚定于TiO2基底，进而触发滚环扩增（RCA）。在Mg2+和PDA+作用下，RCA产物的长DNA...
腺苷三磷酸（ATP）是生物体关键能量载体，其存在可指示微生物污染，因此实时、原位检测 ATP 对食品安全和医疗环境具有重要意义。本文报道一种基于电位法的 ATP 生物传感器：将大肠杆菌 F1Fo-ATP 合酶/ATPase 重构于漂浮磷脂双分子层（PhBL）中，并负载于经 4-氨基硫酚自组装单分子层修饰的金电极表面。电极表面的 4-...