Nanomaterials for biosensing applications: a review.
生物传感器由具有对相应分析物独特特异性的生物或仿生识别单元定义。分析物常为生物来源，如细菌或病毒DNA，或感染/污染生物体免疫系统产生的蛋白质（抗体、抗原）；当存在具有特定特异性的生物识别单元时，也可以是葡萄糖或污染物等简单分子。生物传感器开发的关键挑战之一是高效捕获生物识别事件（信号转换）。换能器将分析物与生物元件的相互作用转换为...
Recent research trends of radio-frequency biosensors for biomolecular detection.
本文综述了基于无源和/或有源器件与电路的射频（RF）生物传感器，重点讨论用于检测生物素-链霉亲和素、DNA杂交、免疫球蛋白G（IgG）和葡萄糖等多种生物分子的射频传感方案。文章指出，引入碳纳米管（CNT）、氧化石墨烯（GO）、磁性纳米颗粒（MNP）和金纳米颗粒（AuNP）等纳米材料，以及多种传感结构，可增强射频生物传感器的性能。此外...
A review of recent advances in nonenzymatic glucose sensors.
当前，糖尿病患者数量持续增加，对葡萄糖传感器的需求显著上升。传统酶法葡萄糖传感器通常依赖葡萄糖氧化酶（GOx）或葡萄糖脱氢酶（GDH），在长期稳定性、生物相容性和连续监测方面存在一定限制。非酶葡萄糖传感器因可实现连续血糖监测、稳定性较高且制备简便而受到广泛关注。近年来，研究者重点开发具有特殊微纳结构的新材料，以增强葡萄糖电催化氧化性...
Recent progress in graphene-material-based optical sensors.
石墨烯材料因具有高能量转移效率、大比表面积和良好生物相容性，被广泛用于光学传感器，可检测核酸、蛋白质和小分子等多种分析物。本综述系统讨论石墨烯材料基光学传感器的检测机制与生物传感器设计，重点介绍石墨烯/氧化石墨烯（GO）作为荧光猝灭受体或荧光供体的应用。综述涵盖以 DNA、适配体、蛋白质和肽为桥接基团的传感器设计，包括 DNA 杂交...
Biosensing methods for xanthine determination: a review.
黄嘌呤（3,7-二氢嘌呤-2,6-二酮）可由黄嘌呤氧化酶（XOD）催化次黄嘌呤生成，也可由鸟嘌呤脱氨酶催化鸟嘌呤生成。肉类中黄嘌呤含量可反映新鲜度，而血清或尿液中黄嘌呤水平对黄嘌呤尿症、高尿酸血症、痛风和肾衰竭等代谢性疾病的诊断与医学管理具有重要价值。虽然高效液相色谱（HPLC）、毛细管电泳和质谱等色谱方法可用于生物材料中黄嘌呤的定...
Chemical modifications and bioconjugate reactions of nanomaterials for sensing, imaging, drug delivery and therapy.
本文是一篇教程综述，系统介绍金属、半导体、聚合物和碳基纳米材料在生物传感、生物分析、生物成像、药物递送和治疗应用中所需的表面化学修饰与生物偶联反应。制备得到的纳米材料常需配体交换、化学修饰和生物偶联，以调控其理化、毒理和药理学性质，并在表面引入氨基、羧基、巯基、叠氮等反应性基团，从而偶联对比剂、抗体、肽、配体、药物和基因，构建多功能...
Editorial for "Recent advances in DNA-based biosensor".
本文是《Methods》DNA 基生物传感器特刊的客座编辑引言，概述 DNA 作为多功能识别分子在生物传感器中的发展。DNA 可识别互补核酸、金属离子、小分子、蛋白质和细胞；1990 年代发现的核酸适配体具有与抗体和酶竞争的结合能力；氧化石墨烯（GO）、碳纳米管和金纳米颗粒（AuNPs）等功能纳米材料可与 DNA 相互作用，推动 D...
Recent advances in optical biosensors for environmental monitoring and early warning.
随着污染物种类不断增加，环境监管与早期预警迫切需要精确、灵敏、特异、快速且易用的分析装置。光学生物传感器作为传统分析技术的重要替代手段，可在无需复杂样品前处理的情况下，实现对污染物的高灵敏、实时和高频监测。本文综述了用于环境污染物检测的功能性生物识别材料的重要进展，包括酶、抗体、适配体、DNAzyme和全细胞等，并讨论了这些材料如何...
Biosensor technology: recent advances in threat agent detection and medicine.
生物传感器因能在国防、国土安全、农业与食品安全、环境监测、医学、药学和工业等广泛领域解决大量分析难题而具有重要意义。随着糖尿病、肥胖、心脑血管疾病、癌症、慢性呼吸疾病和结核病等健康问题增加，以及环境与安全需求上升，生物传感器研发快速增长，预计2015年全球生物传感器设备市场将达120亿美元。综述可按检测原理（换能平台、亲和或动力学分...
Production of bioelectricity, bio-hydrogen, high value chemicals and bioinspired nanomaterials by electrochemically active biofilms.
微生物在固体表面自然形成生物膜，以抵御污染物、营养耗竭或失衡等环境胁迫，通常因其强鲁棒性而对人类健康构成风险。近期研究表明，由电活性微生物形成的电化学活性生物膜（EABs）具有催化或调控多种领域电化学反应的特性，包括生物能源生产、生物修复、化学/生物合成、生物腐蚀抑制和生物传感器开发。EABs 在生物电化学系统（BESs）中受到广泛...
Nanotechnology in glucose monitoring: advances and challenges in the last 10 years.
近几十年来，大量研究聚焦于葡萄糖监测生物传感器的开发，以克服与智能分析性能及商业化应用相关的挑战。目前仍阻碍生物传感器进入市场的关键问题包括灵敏度、稳定性、微型化，以及在复杂基质中实现连续和原位监测。生物传感器技术的一个显著趋势是向纳米技术发展，纳米技术可将器件尺寸缩小至纳米尺度，支持构建用于高通量分析的阵列并集成微流控，同时利用新...
Nanomaterial based self-referencing microbiosensors for cell and tissue physiology research.
生理学研究需要在生理条件下直接定量细胞/组织空间域内的物质转运动力学。虽然生物传感器可测量分析物浓度，但受灵敏度较低、漂移/噪声过大以及无法定量分析物转运等限制，其在生理学研究中的应用有限。纳米材料可显著改善微电极的电化学换能，使高灵敏度微生物传感器的构建成为可能。此外，自参考（self-referencing, SR）这一新型生物...
Aptamer-based molecular imaging.
分子成像通过在细胞和活体中时空可视化与量化单/多分子事件，显著推进基础生物学与转化医学。适配体是通过系统进化指数富集（SELEX）体外筛选得到的短单链DNA/RNA，能高亲和、高特异结合小分子、核酸、蛋白、细胞等广泛靶标，具有可化学合成修饰、低免疫原性、可体外/体内使用等优点，是分子成像探针的理想识别元件。本文综述适配体生物传感器/...
Recent advances in ZnO nanostructures and thin films for biosensor applications: review.
生物传感器在医疗保健和环境监测中具有巨大潜力。其性能取决于各组成部分，其中位于生物分子识别层与换能器之间的基质材料对稳定性、灵敏度和货架寿命起关键作用。近年来，氧化锌（ZnO）纳米结构和薄膜因生物相容性、化学稳定性、高等电点、电化学活性、高电子迁移率、易于多种方法合成以及高比表面积而受到关注。ZnO纳米结构可使生物分子以所需取向结合...
Acetylcholinesterase inhibition-based biosensors for pesticide determination: a review.
农药被有意或无意释放到环境中，造成水、土壤和食品污染，并带来健康风险。传统色谱法如高效液相色谱、毛细管电泳和质谱虽有效，但操作复杂、样品前处理耗时、设备昂贵且需专业人员。近几十年来，基于乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制的生物传感器已成为环境监控、食品安全和质量控制中农药分析中简单、快速、超灵敏的工具。这些传感器有望通过简化或消除样品前处...
Recent advances in polymeric materials used as electron mediators and immobilizing matrices in developing enzyme electrodes.
不同类别的聚合物材料，如纳米材料、溶胶-凝胶材料、导电聚合物、功能聚合物和生物材料，已被用于传感器和生物传感器的设计。近年来，常采用直接吸附、共价键合、戊二醛交联、复合、酶混合或功能化微球等方法，将酶或识别元件固定在聚合物修饰电极上。普遍认为，聚合物修饰电极上的分析传感具有低检测限、高灵敏度、低施加电位、良好稳定性、高效电子转移以及...
Assays for aptamer-based platforms.
适配体是通过系统进化指数富集（SELEX）筛选得到的单链DNA或RNA寡核苷酸，能依靠氢键、静电作用和疏水作用而非Watson–Crick碱基配对，对多种靶标分子实现高亲和力和高特异性识别。适配体分子量低、可化学修饰，且在反复变性与复性后仍保持稳定，因此可作为抗体的替代识别元件用于多种诊断检测。本文综述了适配体在荧光、电化学、纳米标...
Immobilization strategies to develop enzymatic biosensors.
酶在换能器表面的固定化是酶生物传感器设计中的关键步骤。本文综述了文献中报道的多种酶固定化策略，包括经典吸附、共价结合、包埋、交联和亲和固定及其组合方法，并重点讨论导电聚合物纳米线、碳纳米管和纳米粒子等新型纳米材料在固定化中的应用。作者指出，固定化方法会影响酶的取向、负载量、迁移性、稳定性、结构和生物活性，从而决定传感器的灵敏度、选择...
Ultrafast growth of dendritic gold nanostructures and their applications in methanol electro-oxidation and surface-enhanced Raman scattering.
本文报道了一种简单、快速的溶液相合成方法，用于制备具有超支化结构的单晶树枝状金纳米结构。在聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）水溶液中，以抗坏血酸（AA）还原四氯金酸（HAuCl4），室温搅拌约2 min即可得到树枝状金纳米结构；通过调节PDDA和HAuCl4浓度、加料顺序、反应温度、搅拌及反应时间，还可获得海胆状和花状金纳米结构。S...
Bionanotechnology: small can have a big impact in the medical sciences: a WIN-win situation. Part 2.
本文是滑铁卢纳米技术研究所（WIN）系列报道的第二部分，综述生物纳米技术中纳米尺度生物传感器开发以及先进生物物理技术在阐明膜和表面活性剂基础生物化学中的应用。WIN 协调滑铁卢大学多个前沿纳米技术研究领域，其中生物传感器研究与基础生物物理是重点方向。文章围绕纳米材料支架、DNA 适配体、全细胞器件、碳纳米管/石墨烯/氧化锌纳米结构传...