Recent Progress in Biosensors for Detection of Tumor Biomarkers.
癌症是全球主要死因之一,早期检测对早期诊断和治疗至关重要。肿瘤标志物是反映肿瘤发生与进展的生化参数,在癌症早筛中受到广泛关注。由于具有高灵敏度、便捷性和低成本等优势,生物传感器已被广泛用于肿瘤标志物检测。本综述系统介绍了多种生物传感器在肿瘤标志物检测中的应用。首先简要介绍了神经元特异性烯醇化酶(NSE)、癌胚抗原(CEA)、前列腺特...
癌症是全球主要死因之一,早期检测对早期诊断和治疗至关重要。肿瘤标志物是反映肿瘤发生与进展的生化参数,在癌症早筛中受到广泛关注。由于具有高灵敏度、便捷性和低成本等优势,生物传感器已被广泛用于肿瘤标志物检测。本综述系统介绍了多种生物传感器在肿瘤标志物检测中的应用。首先简要介绍了神经元特异性烯醇化酶(NSE)、癌胚抗原(CEA)、前列腺特...
食品安全问题直接关系到公众生活质量,因此亟需开发高效、可靠的食品污染物检测设备,以保障食品的安全与质量。电化学生物传感器具有小型化、低成本、高灵敏度、高选择性、快速检测、低检出限以及样品用量少等显著优势,有望实现食品产品的现场分析。本文以目标分析物、电极材料与修饰方法、电化学方法和检出限为依据,系统综述了用于检测生物污染物、化学污染...
本文简要综述了新型纳米材料基光纤生物传感器的最新研究进展。纳米材料具有尺寸依赖的信号放大、等离子体共振和电荷转移等光学与生物学特性,被广泛用于生物传感应用。由于良好的生物相容性及与生物识别元件的结合能力,纳米材料能够提高传感探针的灵敏度、检出限、特异性和响应时间,并提升光纤生物传感平台的信噪比,从而为改善光纤生物传感器性能提供了实用...
现代生活质量高度依赖生物传感器的发展,其在即时检测(POC)技术中发挥关键作用。POC设备可用于快速追踪疾病进展、水质快速分析和食品质量评估。血糖仪、家用早孕试纸和新冠快速检测均是成功生物传感器的典型例子。由于引入选择性生物识别元件,生物传感器可提供高特异性,并以显著降低成本实现便携化。电化学生物传感器平台具有成本低、选择性好、特异...
脂质激素由高度分化的内分泌细胞产生,直接分泌入血液或组织液,通过调控多种组织细胞的代谢过程影响人体生理功能。监测脂质激素水平对维护健康、疾病早期识别和医学诊断具有重要意义。电化学生物传感器因响应快、操作简便、成本低廉,被认为是检测脂质激素的理想工具。近3年来,研究者围绕提高灵敏度和选择性,发展了多种用于脂质激素检测的电化学传感器。纳...
漆酶是一种含铜多铜氧化酶,催化酚类化合物氧化时以分子氧为电子受体,不需要过氧化氢作为共底物或额外辅因子。本文报道了基于漆酶和氧化还原活性微/纳米粒子(NPs)的安培生物传感器(ABSs)构建。作者从真菌 Trametes zonatus 中分离纯化高纯度漆酶,并合成贵金属与过渡金属的双/三金属纳米粒子及贵金属六氰合铁酸盐(HCF),...
乳腺癌是全球发病率第二高的恶性肿瘤,早期诊断和及时治疗可改善预后。纳米材料因高比表面积、优异理化性质和生物相容性,在疾病诊断与治疗中具有重要价值。MXene 是一类具有通式 Mn+1XnTx 的二维过渡金属碳/氮化物材料,可通过 MAX 相刻蚀剥离获得,具有高电导率、良好光学特性、机械稳定性及近红外光热转换能力。本文系统综述了 MX...
糖尿病是一种慢性全身性代谢疾病,可导致多种并发症甚至死亡,全球患者数量逐年增加。传感器在生物医学器械发展中具有重要作用,开发高效、稳定、低成本的葡萄糖传感器用于连续监测血糖水平,可为糖尿病预防与诊断提供可靠数据,因而受到广泛关注。静电纺丝纳米纤维是一类新型功能纳米复合材料,在高水平生物传感方面表现出优异能力。本文综述了基于静电纺丝纳...
外泌体因其在细胞中的生物学功能而受到关注,并有望用于癌症早期诊断。已有研究报道外泌体与胰腺癌、腹膜后纤维化、肥胖、神经退行性疾病和动脉粥样硬化等多种疾病相关。特别是,外泌体可作为癌症诊断生物标志物,并可在唾液、尿液、腹膜液和血液等生物流体中检测到。因此,外泌体具有癌症液体活检优势,可克服当前癌症组织活检的局限。已有研究报道了外泌体分...
自20世纪70年代首个商用血糖生物传感器问世以来,生物传感器类型不断扩展,该领域持续受到全球关注。结合近十年全球生物传感器研究报道及产业统计,预计手持式或可穿戴生物传感器设计技术将在未来多个领域具有重要价值。纳米颗粒生物传感器仍占据重要地位,其中碳基纳米材料,尤其是用于电化学生物传感器的材料,被认为极具价值。氧化石墨烯(GO)近年来...
生物传感器是检测食品基质中农药残留、保障消费者食品安全的简便、低成本且可靠手段。本文系统综述了2016—2021年基于纳米材料的农药检测生物传感器研究,检索Scopus、Web of Science和Science Direct数据库,经筛选纳入57篇文献。综述汇总了所用纳米材料、生物识别材料、换能方式、目标农药及食品基质,并分析其...
电化学生物传感器和生物燃料电池因多项优势而应用日益广泛。生物传感器是微型测量装置,可用于现场分析,检测时间短、样品体积小;生物燃料电池兼具环境治理与发电双重效益。在生物传感器和生物燃料电池器件中应用纳米材料可提高其运行效率并拓展应用范围。本综述讨论纳米材料改善生物电化学系统基本参数的潜力,包括提高灵敏度、降低检出限、改变检测范围、延...
荧光偏振(FP)技术已应用于化学物质和生物分子的检测,服务于早期诊断、食品安全分析和环境监测。与传统有机染料相比,量子点等无机纳米材料具有特殊荧光性质,可提高基于FP的生物传感体系的光稳定性;金属纳米颗粒等纳米材料还可作为信号放大器,通过增大荧光团有效质量或产生金属增强荧光效应来提高FP值。本文综述了不同类别纳米材料在FP生物传感器...
生物传感器是识别和检测目标分子的重要分析工具。电化学生物传感器将生物识别与电化学分析技术相结合,可将目标分子的浓度信号转换为电信号,实现定量与定性分析。由于具有高灵敏度、良好选择性、响应快和成本低等优点,电化学生物传感器已广泛应用于多种检测领域。然而,生物探针与目标分子相互作用引起的信号变化通常很弱,难以被检测仪器直接捕获,因此需要...
生物传感器广泛应用于生化、电化学、农业和生物医学等领域,可集成食品、医疗、环境监测、水质、法医、药物研发等即时检测应用。通过高亲和力生物分子识别,生物传感器能在小体积样品中灵敏检测分析物。微流控技术利用流体力学操控微升/纳升级液体,使生物传感器实现小型化、自动化和集成化。现有商用设备往往体积大、速度慢、成本高且依赖人工,而微流控生物...
胃肠炎是全球主要公共卫生问题之一,尤其在儿童中每年导致300万至600万例死亡,约占5岁以下儿童总死亡的20%。病毒是胃肠炎发作的主要病因,约占70%,其快速、特异和早期诊断对成功抗病毒治疗及降低感染负担至关重要。本文首次系统综述了利用电化学、光学和压电等不同类型生物传感器检测人类胃肠炎病毒的最新进展。文章首先介绍病毒性胃肠炎的重要...
开发精准高效的诊断工具可实现感染者早期治疗与隔离,从而限制2019冠状病毒病(COVID-19)传播。目前临床常用的严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)检测方法存在检测时间长、需要专业人员及复杂台式仪器等局限,难以满足快速现场筛查需求。传感器技术的进步重新激发了对电化学生物传感器微型化的兴趣,其具有响应快、操作简便、...
砷是生态系统中普遍存在的类金属元素,自然与人为活动使其广泛分布于地下水、土壤和空气中。长期暴露于较高砷水平的人群已超过2亿,易患癌症、神经、皮肤、心血管、生殖、肝肾及胃肠等疾病,因此环境砷检测具有重要意义。现有原子光谱、质谱、色谱等仪器方法灵敏度高,但设备昂贵、分析时间长,难以现场即时检测。生物传感器作为快速定性定量分析平台,在环境...
金黄色葡萄球菌(S. aureus)感染及耐药菌传播威胁全球公共卫生,快速、准确检测对食品安全、环境监测和临床诊疗至关重要。传统培养、ELISA、PCR、MALDI-TOF-MS 和测序方法虽灵敏特异,但操作复杂、依赖专业人员与昂贵仪器。适配体作为“化学抗体”,可通过 SELEX 筛选获得,具有强亲和力和高特异性。本文综述了基于光学...
组织工程是借助合成复合材料促进多种组织生长的研究领域。随着纳米技术与生物工程的融合,组织工程在促进组织与器官生长、基因递送及生物传感器检测等方面展现出应用价值。本文系统综述了基于聚合物的纳米复合材料的合成、分类及其在组织工程与再生医学中的应用,重点讨论导电水凝胶与生物支架的构建策略。文章归纳了纳米材料功能化方法,包括直接墨水书写、静...