磁致细菌（MTB）是一类独特的革兰氏阴性原核生物，能在细胞内生物矿化磁性纳米颗粒（MNPs），因而在生物传感器、药物递送、成像造影剂和癌症靶向治疗等生物医学应用中具有潜力。为充分开发 MTB 的潜力，需要精确理解这些生物源纳米颗粒的结构、表面与功能特性。本综述聚焦于 2022 年 1 月至 2025 年 5 月间最广泛使用的显微与光...
针对传统布鲁氏菌检测方法存在生物安全风险、孵育时间长和特异性有限等不足，本研究开发了一种基于磁纳米颗粒标记、采用频率混合磁检测（FMMD）的 DNA 生物传感器，用于即时检测（POCT）和定量布鲁氏菌 DNA。该传感器以多孔聚乙烯（PE）滤膜为固相载体，将互补捕获探针固定于其表面；超顺磁纳米颗粒作为磁性标记，通过链霉亲和素–生物素作...
自2006年首次报道以来，基于磁粒子光谱（MPS）的生物传感器在过去十余年迅速发展，已用于疾病诊断、食源性病原体检测等广泛领域。本文综述了双频与单频驱动磁场等不同MPS平台，以及多功能磁性纳米颗粒（MNPs）作为纳米探针从液相样品中特异性结合并标记目标分析物的策略。文章分析了支撑不同MPS平台的理论与机制，说明基于体积法或表面法实现...
当前全球食源性疾病暴发事件增多，食品在生产、加工、储存和运输过程中可能被微生物及其毒素等有害物污染，严重威胁人类健康。传统细胞培养与菌落计数方法耗时长、劳动密集且依赖昂贵仪器或中心实验室，难以满足快速现场检测需求。过去十年，研究者致力于开发快速、灵敏、易用的食品安全检测平台。本文综述了巨磁阻（GMR）生物传感器这一有望改变现有食品监...
巨磁阻（GMR）效应自1988年发现以来，已从理论走向应用。得益于先进薄膜沉积与微纳加工技术，基于GMR效应的硬盘驱动器、生物传感器、磁场传感器和微机电系统（MEMS）等商用器件已问世。不同类型GMR生物传感器阵列具有较高灵敏度与稳健性，且成本较低，可广泛用于多种生物医学应用。本文综述GMR生物医学应用的最新进展，包括疾病诊断、基因...
磁纳米颗粒（MNP）标记免疫层析试纸条（ICTS）在即时检测（POCT）中具有重要价值，但常规诊断方法难以准确分析试纸条上 MNP 产生的弱磁信号，限制了 POCT 应用。本研究设计了一种超灵敏多路生物传感器，用于克服捕获和归一化 ICTS 上 MNP 弱磁信号的局限。作者构建了适用于夹心免疫分析的机器学习模型，对弱阳性和阴性样本进...
通过金属有机框架碳化制备多孔碳纳米材料 Z-1000（约 70 nm，经透射电镜检测），修饰玻碳电极（GCE），构建均相电化学适配体传感器。Z-1000 由锌(II)-2-甲基咪唑金属有机框架（ZIF-8）在 1000 °C 碳化获得，具有大比表面积和优异电化学性能。凝血酶结合适配体（CP）通过缩合反应固定在磁纳米颗粒（MNPs）上...
结核病（TB）是由结核分枝杆菌（MTB）引起的严重传染性疾病，是全球第九大致死疾病，也是单一感染因子导致的死亡首位原因。本文提出一种基于巨磁阻（GMR）的新型磁生物传感技术，用于现场检测结核分枝杆菌特异性分泌蛋白ESAT-6。该便携式高灵敏度诊断工具可快速获得结果，检出限达到pg/mL量级，有望成为结核诊断的突破。研究采用锚定重复蛋...
巨磁阻（GMR）传感器已被证明是最灵敏的生物传感器之一。为实现多路检测，高密度可扩展传感器阵列十分必要，但传统频域读出方法数据获取时间长，限制了阵列扩展。本文提出一种带片上脉冲激励和磁相关双采样（MCDS）的可扩展磁阻生物传感器阵列。系统由GMR自旋阀传感器阵列、位于传感器下方的片上条带线磁场发生器和定制模拟前端组成。片上条带线无需...
近年来，多种基于纳米技术的检测平台被开发用于检测感染性病原体、蛋白生物标志物、核酸、药物和癌细胞等多种目标。磁性纳米颗粒、量子点、碳纳米管、纳米线以及巨磁阻（GMR）纳米传感器等纳米材料，已被用于对生物分子进行定量检测，并在实验中表现出相对良好的准确性。磁场在生物传感中的应用日益受到关注。由于生物样品通常不具有铁磁性，复杂样品基质不...
高灵敏地检测和分析磁性标签状态对发展磁性生物传感器至关重要。本文首次报道了一种基于铁磁共振（FMR）的均相、体积式磁性标签检测生物传感器。作者将滚环扩增（RCA）和环介导等温扩增（LAMP）两种等温 DNA 扩增方法与标准电子顺磁共振（EPR）谱仪结合，用于 FMR 生物传感。在 RCA 型 FMR 传感器中，合成霍乱弧菌靶 DNA...
近年来，磁电子学已成为生物传感器中用于检测、识别、定位和操控多种生物、物理与化学分析物的新兴平台技术。其基本方法是将磁标记生物分子与固定在磁场传感器上的互补生物分子相互作用，使传感器暴露于磁标记物产生的磁场中。本综述从仿真、建模以及解析与数值分析角度，系统介绍了多种磁生物传感器方案，并讨论其在稳态与非稳态磁场下的性能变化。文章进一步...
血液安全是全球健康目标。在发达国家，尽管已有预防策略，血小板浓缩物中的细菌污染仍是输血中最大的感染风险。本研究旨在开发一种电导生物传感器，用于通用、快速且灵敏地检测革兰阴性菌。该策略基于免疫传感器：将可寻址磁纳米颗粒与抗脂多糖（LPS）抗体偶联，用于通用捕获革兰阴性菌。细菌捕获过程通过阻抗测量和显微观察进行表征。电导测量结果表明，该...
在生物样品中快速、灵敏地检测蛋白质、细胞和病原体等分子靶标是医学研究的重要方向，有助于早期疾病诊断和个体化治疗。磁性纳米颗粒（MNP）因生物样品磁化率极低、背景信号极小，成为分子生物传感的理想材料。基于磁共振效应的诊断磁共振（DMR）已发展为通用检测平台，可检测DNA/mRNA、蛋白质、酶、药物、病原体和肿瘤细胞，并达到极高灵敏度。...
本综述讨论常规生物检测与分子识别方法，包括DNA微阵列、Sanger测序、焦磷酸测序、四色测序及基于签名的生物检测，并指出其在速度、成本、特异性和样品制备方面的优势与局限。随后提出基于磁纳米技术的替代方案：首先介绍磁载体（磁微珠与磁纳米颗粒）的生物相容性、单分散性和功能化，重点讨论自组装单分子层（SAM）功能化、NHS/二硫化物/烷...
本文报道了一种基于光磁技术的便携式即时检测原型装置，用于在指尖血样本中快速、灵敏地检测心肌肌钙蛋白I（cTnI），检测周转时间约5分钟。检测在一次性塑料卡盒中完成，卡盒内置干试剂和超顺磁纳米颗粒。采用一步法夹心免疫分析，通过置于卡盒上下的电磁体精确控制反应过程：磁颗粒先与样本中的cTnI结合，再被驱动至传感表面与捕获抗体结合，随后用...
巨磁阻（GMR）生物传感器正成为高灵敏度、可定量生物分子检测的重要平台。然而，要与现有光学蛋白微阵列技术竞争，必须在保持小阵列（1–8个传感器）高灵敏度和快速读出特性的同时，增加传感器数量。本文提出一种可扩展至64个独立可寻址传感器的电路架构，并能在4 s内完成整个阵列扫描。该系统同时采用时域复用和频域复用，以实现高速读出。为实现这...
复杂基质中低浓度分析物的快速、灵敏、准确检测是关键挑战。血浆、尿液、粪便和环境样品中的干扰会降低生物传感器灵敏度与特异性。作者开发了基于抗体包被超顺磁纳米珠（免疫磁珠，IMBs）的方法，用于从复杂基质中快速纯化、浓缩并检测目标分析物。以金黄色葡萄球菌肠毒素B（SEB）为例，将IMBs用作检测放大器时，表面等离子共振（SPR）信号显著...