Recent Advances in Aptamer Discovery and Applications.
适配体是短单链 DNA、RNA 或合成 XNA 分子,可通过体外筛选获得,以高亲和力和高特异性识别几乎任何目标分子。它们已广泛用于基础研究发现、食品安全保障和环境监测,并在临床诊断和治疗中展现出应用前景。本综述更新该快速进展领域的最新进展,重点介绍适配体的生成方法及其在生物传感、生物技术和医学中的应用。文章还讨论了适配体在靶标特异性...
适配体是短单链 DNA、RNA 或合成 XNA 分子,可通过体外筛选获得,以高亲和力和高特异性识别几乎任何目标分子。它们已广泛用于基础研究发现、食品安全保障和环境监测,并在临床诊断和治疗中展现出应用前景。本综述更新该快速进展领域的最新进展,重点介绍适配体的生成方法及其在生物传感、生物技术和医学中的应用。文章还讨论了适配体在靶标特异性...
本文综述了用于检测动物源性食品中喹诺酮类抗生素残留的光学与电化学传感器/生物传感器研究进展。喹诺酮在畜禽和水产养殖中广泛使用,其残留可引发耐药性和食品安全风险,欧盟等已设定最大残留限量。传统HPLC、ELISA和毛细管电泳虽灵敏,但耗时、成本高且依赖大型仪器。作者系统比较了比色、荧光、化学发光、表面增强拉曼散射和免疫层析等光学方法,...
随着新一代测序技术的发展,人类转录组得到全面解析,大量 RNA 分子在疾病发生、细胞周期调控、凋亡及转录后基因调控中发挥功能,使其成为稳定且微创疾病生物标志物的潜在候选。尽管已发展多种分子生物学和生物传感器 RNA 检测策略,但多数尚未实现临床应用。多功能纳米材料与灵敏、稳健的电化学读出相结合,有望推动 miRNA 检测的临床转化。...
癌症是全球主要死因之一,早期检测可显著降低死亡率,并减轻经济与心理负担。电化学纳米生物传感器作为便携式快速检测癌症生物标志物的装置,在临床诊断、管理和筛查中具有重要地位。尽管近年来受到关注,其基本原理未变;纳米技术进步为纳米生物传感器设计提供巨大潜力。多种纳米材料应用于电化学生物传感器,提高了灵敏度、选择性和可重复性。本文综述了纳米...
肌酐是肌肉中肌酸磷酸代谢的终产物,其血清正常水平约为45–140 μM,健康人每日经尿液排出约0.8–2.0 g;在肾功能障碍、甲状腺疾病或肌肉损伤时血清肌酐可超过1000 μM。比色法、分光光度法和色谱法等传统方法虽灵敏、选择性较好,但存在耗时长、需样品前处理、仪器昂贵且需专业人员操作等不足。生物传感器具有快速、简便、低成本和高灵...
脓毒症是全球危重患者死亡的主要原因之一。据世界卫生组织2018年报告,全球每年受影响人数超过3000万,感染与炎症以及长期入住重症监护病房导致生命损失。尽管已有可用于脓毒症诊断的预后标志物,仍有数百万患者在入院后死亡。正确且早期诊断有助于快速给予适当抗生素,从而避免病情进展至危重阶段并挽救生命。传统诊断方法成本高、耗时长,且灵敏度和...
血清胆红素水平检测对诊断肝胆疾病、代谢紊乱及新生儿黄疸具有重要意义。随着对灵敏、快速、可靠检测方法的持续需求,研究者不断开发适用于实验室和即时检测(POC)的新方法,以测定不同形式胆红素,包括未结合(游离及白蛋白结合)胆红素、结合(直接)胆红素和总胆红素。本文综述了从实验室常用的传统光谱分析、仪器化高灵敏方法到便携式低成本POC系统...
电化学生物传感器及相关实验室芯片装置是医学诊断、食品安全、环境保护、过程控制、废水处理及生命科学发现研究等需要快速现场结果时的首选分析系统,典型例子是糖尿病患者使用的葡萄糖传感器。当前研究聚焦于开发这些应用领域中针对特定分析物的传感器,并解决可商业化产品设计前必须克服的挑战,通常包括降低检出限、将样品前处理集成到装置中从而直接在样品...
在全球化与工业化快速推进背景下,亚硝酸盐作为农业肥料、食品防腐剂、染料助剂和工业缓蚀剂被广泛使用,过量摄入会通过膳食途径引发毒性、致癌风险,并对环境、自然栖息地和人体健康造成不利影响,因此亟需发展高效、实时的原位监测方法。电化学亚硝酸盐生物传感器因快速、小型化、超低检出限、多路复用和灵敏度高等优点,在临床研究与便携式即时检测中受到重...
脂质膜在生物传感器中的应用使其能够重建相当一部分生物膜功能,用于痕量食品毒素和环境污染物检测。本文综述了基于脂质膜的生物传感器技术在食品质量监测和环境应用中的最新进展,介绍了多种基于脂质膜生物传感器的应用,重点讨论新型体系、新传感技术和基于纳米技术的换能方案。目前可利用这些脂质膜器件检测的分析物包括杀虫剂、农药、除草剂、金属、毒素、...
人类火星任务可被视为人类技术成就的顶峰,但实现该目标需克服多项障碍,其中之一是开发易于操作且紧凑的传感器,以在任务期间保障航天员健康。近年来,多种智能手机基传感装置(SBD)被用于在偏远环境中即时、灵敏地检测化学物质、蛋白质或病原体。本文通过系统关键词检索,对现有SBD进行全面综述,并评估其“搭载”用于太空原位分析的潜力;将相关SB...
本综述聚焦于利用金属有机框架(MOFs)作为识别元件和/或换能元件构建生物传感器的方法。文章首先介绍开发新型生物传感器方案的重要性,并概述 MOFs 这类配位聚合物的结构特征、理化性质、合成路线及其在传感应用中的主要优势与局限。随后,综述讨论了 MOF 材料研究论文数量的快速增长,以及微纳制备技术如何促进更准确、稳健和灵敏的生物传感...
本研究采用低温水相化学生长法,以维生素B12(vitamin B12)为软模板和生长导向剂,合成心形/哑铃状氧化铜(CuO)纳米结构,并用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)进行表征。结果表明,CuO纳米结构呈心形/哑铃状,结晶度高且无杂质,具有多孔结构,可负载大量酶分子,从而提升尿酸检测性能。...
多胺(PAs)参与多种基本生理与病理过程,其在器官和组织中的浓度取决于内源生成、氧化速率及食物摄入。多胺已被广泛接受为多种疾病进展的标志物,并可能对人体产生有益或有害作用。因此,测定组织样品中的多胺含量对疾病指示具有重要意义,而测定食品中的多胺含量则对根据特定健康状况调整膳食至关重要。目前多胺定量标准方法主要基于色谱,尤其是高效液相...
DNA 具有明确且可设计的序列识别能力,可作为分子识别元件用于构建简单、快速、灵敏的生物传感器,检测小分子、蛋白质、无机离子和小有机分子等目标物。表面等离子共振(SPR)生物传感器是一种实时、无标记的光学检测工具,通过监测贵金属表面附近折射率的微小变化来表征生物分子相互作用。本文系统而批判性地综述了基于 DNA 的 SPR 生物传感...
生物传感器设计与纳米技术的融合推动了传感分析性能显著提升。纳米材料的高比表面积及增强的化学、光学性质革新了传感器技术。金、银、铂、钯等单金属纳米粒子已被广泛用于提高传感器性能,但近年来研究逐步转向双金属、三金属等复合金属纳米粒子。双金属纳米粒子(BNPs)兼具两种金属的特性并产生协同效应,在催化、光学、电子和磁性等方面表现出多功能性...
随着水法规日益严格以及漏检水污染物可能带来严重后果,过去十年开发用于水中藻毒素检测的电化学生物传感器受到广泛关注,相关期刊论文由2009年前的2篇增至2009—2018年的24篇。本综述总结了利用电化学生物传感技术成功检测水中藻毒素的最新进展。已有研究在真实环境水样中取得令人满意的检测回收率,并表现出良好的传感器重复性与重现性,部分...
本文综述了近年来酶、DNA和免疫类生物传感器在医学、环境和食品领域的主要进展。生物传感器通常由生物分子识别元件、换能器和输出系统组成,可根据所用生物分子分为酶传感器、免疫传感器和DNA传感器。这些器件能够以较低成本检测反应中产生或消耗的离子、电子或光学变化,相比传统分析方法更快速、简便且适合现场使用。文章回顾了电化学与光学换能器的基...
抗生素耐药性及其因滥用造成的环境污染已成为近年来的严重问题,因此迫切需要开发稳健、简便且灵敏的方法,用于快速评估抗生素及其残留。在众多分析方法中,基于适配体的生物传感器(aptasensor)因具有良好的选择性、特异性和灵敏度而受到广泛关注。本综述系统概述了近年来用于抗生素检测的适配体生物传感器,介绍了不同适配体检测方案在测定 β-...
毒死蜱(CP)是一种广泛使用的有机磷杀虫剂,因其在环境基质中普遍残留、急性毒性高且痕量即可造成长期生态与健康危害而备受关注。传统色谱法检测CP步骤复杂、成本高且需专业人员。近几十年来,电化学生物传感器因检测限低、可微型化、灵敏度高、成本低并具备现场检测潜力,成为CP检测的重要替代技术。本文综述了基于不同生物分子与仿生分子的电化学生物...