The Application of Lipid Membranes in Biosensing.
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、...
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...
血浆甘油三酯(TG)升高与动脉粥样硬化性心脏病、急性胰腺炎、糖尿病、高血压及缺血性血管疾病等密切相关,因此生物样品中TG的准确检测具有重要临床意义。传统方法存在灵敏度低、特异性差、操作复杂、耗时等不足,而生物传感器因识别特异、准确、可微型化、样品用量少和响应快等优势成为重要方向。本文综述了酶基生物传感器用于血清TG筛查的最新进展,重...
本文综述了基于聚合物纳米材料和纳米颗粒的免疫传感器在诊断与预后研究中的最新进展。免疫传感器通过在被测物表面固定抗体、抗体片段或其他肽/寡核苷酸识别分子,实现对抗原或抗体的特异性识别,并将抗原-抗体结合事件转换为可测量的光学、电化学或压电信号。文章系统总结了常用固定化策略,包括经典物理吸附、亲和连接、随机交联以及特异性共价连接,并讨论...
农业中大量使用有毒且残留持久的农药,促使人们开发高效、低成本且快速的分析工具,以控制环境和食品中的农药残留水平。在此背景下,基于酶抑制的生物传感器被提出作为合适的分析装置,其优势在于利用农药毒性进行检测,比标准色谱法更具“生物学相关性”。本文综述了利用胆碱酯酶、光合系统II、碱性磷酸酶、细胞色素P450A1、过氧化物酶、酪氨酸酶、漆...
现代环境与食品分析要求方法灵敏、准确且快速,生物传感器的发展正是对这一需求的回应。然而,多数生物传感器系统此前仅在蒸馏水或缓冲液中验证,近年来真实样品应用逐渐增多。本章综述了用于食品毒素快速在线检测的生物传感器研究进展,涵盖酶与微生物基因改造、识别元件固定化改进以及传感器界面优化等方面。纳米技术的进步使低成本、可批量生产的传感器件得...
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...
食品安全始终是威胁人类健康的重大全球挑战,尤其在发展中国家。为解决食品安全相关问题,研究者发展了多种检测食品中生物与化学污染物的策略。其中,基于纳米材料的生物传感器有望实现快速、灵敏、高效和便携检测,克服传统方法样品前处理复杂、检测时间长、依赖昂贵仪器和熟练人员等限制。本综述从跨学科视角总结纳米材料生物传感器用于食品污染物检测的研究...
虫媒疾病是全球人类健康重大威胁,疟疾在人口密集、欠发达热带地区尤为严重。疟疾导致死亡和经济损失,并可能经旅行者传播至新地区。尽管已有有效治疗药物,但每年仍感染数百万人并造成数千例死亡。早期诊断有助于阻断传播、挽救生命并减轻经济负担。传统分析方法广泛用于疟疾诊断,但敏感性和选择性有限;在疟疾暴发常见的资源匮乏地区,多数传统方法成本较高...
电化学免疫传感器利用抗体作为捕获和检测元件,通过抗原-抗体结合产生可测量的电荷,实现目标分子的定量分析,并可作为即时检测(POCT)的微型化装置。提高灵敏度是该类生物传感器发展的关键问题。现代纳米技术通过引入促进电子转移和增加信号标记物负载能力的纳米材料,并结合表面修饰与生物偶联技术,发展出高灵敏度电化学生物传感器。本综述介绍了用于...
纳米材料正在下一代免疫学检测与生物传感器中发挥重要作用,并可能影响基础研究与临床实践。本综述简要回顾过去5–10年纳米材料在两个方面的关键贡献:一是提高免疫相关低丰度蛋白检测的灵敏度,使细胞因子等标志物可被更灵敏地定量;二是实现对单个细胞蛋白分泌的实时、连续监测。文章指出,免疫传感面临的主要挑战包括分析物浓度极低(pM或更低)、多重...