病原体快速、灵敏、准确检测需求高。本文展示一种检测多种严重感染相关病原体（革兰阴性菌、革兰阳性菌和病毒）扩增DNA的方法。DNA经PCR扩增后，用空间稳定的阳离子聚合物乳胶检测。扩增DNA诱导阳离子乳胶絮凝，导致快速沉降，使乳白色分散液变为透明上清液，提供清晰可见变化，指示扩增DNA存在。作者用常规PCR或qPCR扩增金黄色葡萄球菌...
本文报道了一种用于选择性检测病原体的微型传感器装置，重点针对甲型流感病毒。由于包膜病毒对环境湿度和温度等影响较为敏感，作者选择其作为研究对象。该阻抗生物传感器被集成到现有颗粒物检测平台中，可分离并检测空气中高浓度病原体。装置采用生物功能化水凝胶检测器分析含病毒颗粒，在 0.5–50 µg/mL 甲型流感病毒浓度范围内表现出高灵敏度和...
墨西哥的流行病学转变使公共卫生范式发生变化，发病率以感染性疾病为主，死亡率则源于慢性退行性疾病；呼吸道感染、腹泻和尿路感染是该国最重要的三类感染性疾病。本研究旨在构建一种能够及时监测环境中健康风险的工具，并证明其在不同疾病尤其是水相关疾病中的应用。作者分析了尤卡坦州五个高游客流量天坑的水样，开发了一种用于快速、准确检测病毒、细菌、真...
许多研究关注电化学生物传感器，因为其合成简单、可调控、简化、可操纵材料组成与特性，并能广泛检测多种生物医学分析物。通过选择能实现更快电子转移、更大表面积、优异电催化活性和丰富生物偶联位点的材料，可构建高性能电化学生物传感器。由于金属有机框架（MOFs）具有良好性质和有效性，多项研究将其作为电极修饰材料用于电化学生物传感。然而，研究人...
自DNAzyme被发现近三十年来，其已被广泛用于生物传感。根据所用DNAzyme类型，这些功能寡核苷酸可作为生物传感器中的分子识别元件，对目标分析物提供高特异性；也可作为报告元件，将识别事件转换为可检测信号。设计DNAzyme生物传感器时需考虑多个参数，尤其由于许多传感器将DNAzyme固定于传感表面，选择合适的固定化策略至关重要。...
本研究将二硫化钼（MoS2）与硫堇功能化碳纳米点（Thi-CNDs）相结合，开发用于病原体检出与定量的 DNA 生物传感器。液相剥离制备的 MoS2 薄片作为传感平台，用于固定 5′-端硫醇化 DNA 捕获探针；Thi-CNDs 作为杂交事件的电化学指示剂。光谱与电化学研究证实 Thi-CNDs 与 DNA 存在强相互作用，且对双链...
本研究开发了一种膜滤器辅助的哺乳动物细胞生物传感平台，以聚酯膜作为三维细胞培养支架，使细胞通过物理附着生长。膜经乙醇处理提高表面疏水性，诱导细胞在重力作用下稳定沉降。与常规二维培养相比，三维膜支架可提供更长的细胞培养时间（最长16天）。为实际应用，作者用3D打印制备圆柱形卡式装置，内部堆叠支架膜，既能维持一定体积的培养基，又能以流式...
微波是一种应用广泛的电磁波，已用于食品加工、通信、新型医学治疗和生物传感器诊断等多个领域。微波与生物体之间存在已知的热相互作用，也存在理论上的非热相互作用；然而，关于这些相互作用的作用机制、潜在益处和使用局限，目前仍存在显著争议。本文综述微波技术在医学产业中应用的现有知识，重点讨论微波与细菌等细胞模型在细胞层面的相互作用，并考察不同...
本文基于三维（3D）DNA行走器和催化发夹组装（CHA）反应策略，开发了一种酶介导的通用荧光生物传感器模板，用于病原体的快速检测。在细菌识别步骤中，细菌与双链复合物之间的链置换反应释放行走链；行走链触发DNA行走器产生酶片段，并以金纳米颗粒（AuNPs）为轨道，提供优异的DNA配体锚定区域。在CHA步骤中，酶片段诱导CHA循环产生荧...
病原体（如细菌和病毒）种类繁多，其快速、低成本、特异且灵敏的检测仍是分析医学的重要挑战。近年来，利用纳米材料、微流控器件、信号扩增方法及其组合策略实现病原体检测受到广泛关注，尤其在COVID-19疫情后，快速敏感检测病原体的需求更加迫切。病原体检测可采用电化学、光学、质量敏感或热学方法，其中电化学方法因检测方案多样、可实时定量、支持...
自20世纪初抗生素发现以来，抗生素一直是治疗细菌感染的主要手段，但抗生素滥用和新药研发不足导致抗菌药物耐药性成为全球严重威胁。现有诊断技术包括显微镜、菌落计数、ELISA、PCR、RT-PCR和表面增强拉曼散射等，虽具有较好的选择性和灵敏度，但往往需要专业人员、昂贵复杂设备，且耗时费力。为克服上述问题，生物传感器和芯片实验室等新技术...
环境水样中病原体浓度极低，亟需无需富集或纯化即可快速、稳健、灵敏识别病原体的生物传感器。核酸扩增检测虽被视为诊断金标准，但低浓度病原体的稳健检测仍具挑战。扩增核酸会使溶液粘度升高，将该变化与荧光颗粒结合，并测量颗粒扩散系数变化，即可实现粒子扩散度（particle diffusometry, PD）检测。本文以霍乱弧菌（Vibrio...
本文为《Scientific Reports》原论文《A liquid-crystal-based DNA biosensor for pathogen detection》的更正声明。原论文报道了一种基于液晶的 DNA 生物传感器，用于病原体相关 DNA 的检测。该更正指出，原论文在引言部分关于 DNA 杂交检测系统的文献综述中遗...
快速检测和鉴定致病微生物是减少传染病传播、指导临床治疗策略的基础。这一需求推动了利用先进纳米材料和纳米技术的增强型生物传感器的发展，使其成为下一代诊断工具。本文首先介绍纳米尺度生物识别元件，包括核酸、抗体及其合成类似物（分子印迹聚合物）。随后讨论多种纳米技术在生物传感器信号换能中的应用，以及导致其在生物传感器系统中性能提升的固有纳米...
本文报道了一种无标记、实时的纳米孔传感方法，用于检测炭疽毒素组分——炭疽致死因子（anthrax lethal factor, aLF）的特征DNA片段。该方法以未标记互补单链DNA（cDNA）为分子探针，在工程化α-溶血素（αHL, M113F）蛋白纳米孔中监测目标aLF DNA与探针杂交形成的双链DNA转位事件。由于双链DNA在...
近年来，光子晶体技术受到广泛关注。利用光子晶体结构构建高灵敏度传感元件在医学和环境应用中极具前景。光子晶体生物传感器不仅具有紧凑性和可靠性，还可通过低成本大规模制造获得优势。将微流控通道与光子晶体结构集成，可形成高度紧凑的器件。本文综述了不同类型的光子晶体传感器，包括一维光子晶体生物传感器、光子晶体平板生物传感器、光子晶体波导生物传...
通过商业航空旅行传播传染病是重大现实威胁。为阐明检测空气传播病原体的可行性，作者开展了传感器集成研究，并对飞机客舱内污染物输运进行了计算研究。研究考虑了传感器灵敏度、出结果时间、尺寸、重量和功耗，以及最佳商用现成（COTS）设备。采用计算流体力学模拟三种场景：(1) 正常呼吸（最多20次/分钟）和咳嗽（20次/小时）；(2) 正常呼...
生物活性纸是一类可执行通常由实验室多孔板或便携式电子设备完成的分析功能的纸基材料，其最具吸引力的应用是病原体检测。无需硬件的简单纸基检测有望从家庭厨房到发展中国家灾害现场产生社会影响。生物活性纸研究是新兴领域，加拿大、美国（哈佛）、芬兰和澳大利亚已有重要研究。本文在简要介绍纸张材料与表面性质后综述相关文献，早期工作利用纸张孔隙构建纸...
我们此前报道了新型生物分子晶体管的制备与验证，其聚苯胺纳米线通道的电导率受抗原-抗体相互作用控制。本文提出一种用于分析由这些生物分子晶体管构建的生物传感器电路可靠性的仿真框架。该框架的核心是一组电路模型库，能够表征生物分子间随机相互作用，以及环境条件和实验方案变化所引起的变异性。可靠性分析通过因子图解码技术利用多个电路元件之间的概率...