How Do Enzymes 'Meet' Nanoparticles and Nanomaterials?
酶是负责生物调节与代谢的基本生物催化剂。随着纳米材料设计、环境监测、生化工程和生物医学应用需求增长，酶与纳米颗粒及纳米材料接触的机会迅速增加，理解纳米材料–酶相互作用的本质变得重要。自2014年以来，酶已被用于修饰、降解或制备纳米颗粒/纳米材料；大量纳米颗粒/纳米材料也被用作酶固定化和生物传感器材料，以及酶模拟材料。在众多纳米颗粒和...
Bilirubin enzyme biosensor: potentiality and recent advances towards clinical bioanalysis.
胆红素检测在医疗中具有重要作用，人血清中胆红素浓度过高可危及生命，必须准确测定。临床上，胆红素水平对评估黄疸、肝炎、精神障碍、脑瘫及脑损伤等患者，尤其是新生儿，至关重要。传统胆红素检测方法存在样品前处理繁琐、耗时长、特异性不足、成本高且难以实现现场实时监测等缺点，因此需要更优越的分析工具。基于胆红素氧化酶（BOx）的传感器已被用于胆...
A comparative study on the in vitro cytotoxic responses of two mammalian cell types to fullerenes, carbon nanotubes and iron oxide nanoparticles.
本研究旨在评估并比较人牙周膜成纤维细胞（hPDLFs）和小鼠真皮成纤维细胞（mDFs）对三种纳米颗粒（NPs）——富勒烯（C60）、单壁碳纳米管（SWCNTs）和氧化铁（Fe3O4）——的时间与剂量依赖性细胞反应。作者采用体外毒性方法及基于阻抗的生物传感器系统进行检测。纳米颗粒经透射电镜、X射线衍射、BET比表面积、动态光散射、Ze...
Microglia as a Surrogate Biosensor to Determine Nanoparticle Neurotoxicity.
空气污染物中的纳米颗粒可改变神经递质谱、加重神经炎症并影响脑功能。为阐明小胶质细胞在神经炎症和神经退行性疾病中的作用，本文建立了一种以小胶质细胞为替代生物传感器的体外检测方法。研究采用永生化小鼠小胶质细胞系BV2，以20 nm银纳米颗粒（AgNPs）为标准刺激物，描述纳米颗粒暴露、上清中纳米颗粒去除以及利用激活小胶质细胞上清评估毒性...
Characterisation of the protein corona using tunable resistive pulse sensing: determining the change and distribution of a particle's surface charge.
本文利用可调电阻脉冲传感（TRPS）测量羧基功能化聚苯乙烯纳米颗粒周围蛋白冠的 zeta 电位，提出一种可在缓冲液、血清和血浆中快速表征颗粒表面蛋白变化、幅度与分布的方法。研究首先测定含血浆/血清常见蛋白（白蛋白、纤维蛋白原、γ-球蛋白）的溶液中颗粒 zeta 电位变化，发现 25 ℃与 37 ℃孵育结果存在显著蛋白依赖性差异；其中...
Microfluidic Impedimetric Cell Regeneration Assay to Monitor the Enhanced Cytotoxic Effect of Nanomaterial Perfusion.
过去十年，纳米材料在技术产品和生物医学中的应用快速增长，其安全性与有效性评估至关重要。传统静态细胞培养和终点检测方法无法反映活体生物系统的动态变化，难以理解纳米材料在纳米-生物界面的动态相互作用。为弥补这一技术空白，本文报道了一种集成阻抗微传感器的微流控细胞培养系统，可在不同流动条件下连续、非侵入地监测纳米材料对贴壁细胞的影响。以二...
Enhancement of Chiroptical Signals by Circular Differential Mie Scattering of Nanoparticles.
本文提出利用浸没在手性分子介质中的纳米颗粒的圆差Mie散射（CDMS）增强小分子手性光学信号。CDMS是指尺寸与光波长相当的纳米颗粒对左、右手圆偏振光发生优先Mie散射的现象。作者求解手性介质中的Mie散射理论，发现颗粒的CDMS信号与分子手性参数κ呈线性正比；即使对具有延迟效应的大颗粒，这种线性幅度增强仍然成立。研究还表明，纳米颗...
Silica-based matrices: State of the art and new perspectives for therapeutic drug delivery.
基于硅胶基质的胶体载体是治疗性药物递送系统中的创新策略，在多种损伤尤其是癌症和感染性疾病的诊断与治疗中展现出巨大潜力。此外，利用硅胶溶胶-凝胶体系进行生物包封，可用于生物传感和细胞治疗，使酶和细胞在较长时间内保持活性与存活。硅胶纳米颗粒因具有高孔隙率、大比表面积和强功能化能力，被广泛视为选择性生物分离、生物成像以及药物和基因递送等生...
Novel L-lactic acid biosensors based on conducting polypyrrole-block copolymer nanoparticles.
开发用于生物物种高效电检测的先进纳米材料备受关注。本文合成了一种兼具导电性和生物相容性的新型聚吡咯-Pluronic F127纳米颗粒（PPy-F127 NPs），并用于构建可应用于生化分析的L-乳酸生物传感器。通过透射电子显微镜（TEM）、元素分析和紫外-可见光谱对PPy-F127 NPs进行表征；利用圆二色谱（CD）研究了固定于...
Temperature-triggered phase separation of a hydrophilic resilin-like polypeptide.
本文报道了一种重组亲水 resilin-like polypeptide（RLP）的温度触发相分离行为。该 RLP 含有 12 个修饰后的 15 氨基酸共识基序，具有较高亲水和带电氨基酸含量。通过紫外-可见光谱（UV–Vis）和动态光散射（DLS）监测，RLP 溶液的相变温度和所形成纳米颗粒的尺寸可随多肽浓度、盐种类、离子强度、pH...
Plasmonic biosensors.
本文综述等离激元生物传感器的基本原理、技术路线与实用化挑战。等离激元生物传感器可分为基于薄膜传播表面等离子共振（SPR）和基于纳米结构局域表面等离子共振（LSPR）两大类。薄膜SPR通常采用约50 nm金膜，通过棱镜全内反射激发，反射光在特定角度或波长出现极小，对界面折射率变化敏感，可无标记监测抗体-抗原、核酸杂交等相互作用并获取动...
Ratiometric fluorescent biosensor for hyaluronidase with hyaluronan as both nanoparticle scaffold and substrate for enzymatic reaction.
透明质酸酶（HAase）参与多种生理与病理过程，并已被报道作为膀胱癌的尿液标志物。本研究开发了一种基于聚集诱导发光（AIE）和聚集诱导猝灭（ACQ）的新型比率荧光传感系统，用于定量评估 HAase 水平。首先合成两端带正电荷的四苯乙烯衍生物 TPE-2N+（典型 AIE 分子）和单端带正电荷的蒽衍生物 AN-N+（典型 ACQ 分子...
How antibody surface coverage on nanoparticles determines the activity and kinetics of antigen capturing for biosensing.
抗体包覆纳米颗粒的抗原捕获活性对亲和生物分析工具至关重要。本文系统研究了非定向固定于纳米颗粒表面的抗体的抗原捕获活性。将500 nm超顺磁性纳米颗粒通过共价方式修饰不同数量的抗心肌肌钙蛋白I（cTnI）单克隆抗体。低抗体表面覆盖率下，最多约4%的固定抗体能从溶液中捕获抗原；高覆盖率（≥50×10^2个抗体/颗粒，即≥64×10^2个...
Applications of biosensing atomic force microscopy in monitoring drug and nanoparticle delivery.
药物治疗效果不仅取决于药物本身性质，还取决于其向靶受体有效递送。本文综述原子力显微镜（AFM）在监测药物与纳米颗粒递送中的生物传感应用。生理条件下的 AFM 成像可在近生理环境中实时观察药物暴露引起的细胞形貌、膜结构和细胞表面变化，无需真空、染色或标记，并可结合荧光显微镜进行活细胞研究。将常规 AFM 探针升级为分子生物传感器后，可...
Micro and nanotechnologies enhanced biomolecular sensing.
本文作为社论，围绕微纳技术增强生物分子传感的主题，概述了该领域若干代表性进展。内容涵盖将纳米材料整合到传感表面或直接与分子探针结合，以提高目标物识别速度与检测灵敏度；利用自组装有机/无机纳米复合材料的特殊光谱特性，发展简便的均相检测体系并改善结合动力学；同时讨论微流控原理如何推动样品制备与生物传感功能集成，形成面向即时检测（POC）...
An internal amplification control for quantitative nucleic acid analysis using nanoparticle-based dipstick biosensors.
病毒核酸的定量分析对于根据血液中病毒 RNA 或 DNA 拷贝数监测治疗效果至关重要。为定量检测血液中的病毒核酸，本文提出将内部扩增控制（IAC）与基于纳米颗粒的 DNA 生物传感器相结合。设计具有特定序列的 IAC，并在核酸提取前加入血清。IAC 与靶标序列仅在一个 PCR 引物位点的碱基顺序不同，因此二者 Tm 相同，PCR 扩...
Detection of Alpha-Methylacyl-CoA Racemase (AMACR), a Biomarker of Prostate Cancer, in Patient Blood Samples Using a Nanoparticle Electrochemical Biosensor.
前列腺特异性抗原（PSA）虽常用于前列腺癌筛查，但特异性不足，且难以区分侵袭性与惰性癌。α-甲基酰基辅酶A消旋酶（AMACR）已被证明可高灵敏度、高特异性地区分前列腺癌细胞与正常或良性细胞，但尚缺乏准确且临床可用的检测方法。本研究开发了一种一次性、可丢弃的电化学生物传感器，用于检测人血样中的AMACR，并通过人类血浆样本验证其有效性...
Nanoparticles assembled by aptamers and crystal violet for arsenic(III) detection in aqueous solution based on a resonance Rayleigh scattering spectral assay.
近年来，适配体组装纳米材料在分析化学中受到关注，但用于砷检测的适配体生物传感器报道较少。本文开发了一种基于共振瑞利散射（RRS）光谱法的高灵敏、高选择性适配体生物传感器，用于水溶液中三价砷（As(III)）检测。检测前，通过控制砷结合适配体（Ars-3 aptamer）在结晶紫（CV）溶液中的浓度，组装出不同尺寸的纳米颗粒。光子相关...
Comparison of the direct electrochemistry of glucose oxidase immobilized on the surface of Au, CdS and ZnS nanostructures.
本文比较了基于金（Au）、硫化镉（CdS）和硫化锌（ZnS）纳米颗粒-葡萄糖氧化酶（GOD）体系的三种生物传感器的电化学与光电化学行为。所有纳米颗粒均通过电沉积法沉积在氧化铟锡（ITO）薄膜玻璃表面，随后采用溶胶-凝胶法将 GOD 固定在纳米颗粒修饰电极表面。利用扫描电子显微镜、紫外-可见光谱和电化学阻抗谱对 ITO 电极上沉积的纳...
A multiplex nanoparticle-based bio-barcoded DNA sensor for the simultaneous detection of multiple pathogens.
本文报道了一种高放大、纳米颗粒基、生物条形码电化学生物传感器，用于同时检测炭疽杆菌（Bacillus anthracis）保护性抗原A基因（pagA）和肠炎沙门氏菌（Salmonella enteritidis）插入元件基因（Iel）。该传感器主要由金纳米颗粒（AuNPs）、磁性纳米颗粒（MNPs）和纳米颗粒示踪剂（NTs，如PbS...