基于超材料（MMs）的太赫兹（THz）生物传感器在临床诊断中具有无标记、简单快速、低成本及多细胞类型区分等优势，但细胞周围液体对高灵敏检测造成严重干扰。现有多数超材料细胞生物传感器检测无培养液的死细胞，导致原始形态丢失，难以稳定、灵敏地实现多细胞区分。本文提出一种由微腔与超材料组成的太赫兹生物传感器，用于在悬液中检测并区分多种细胞类...
本研究采用半导体工艺在透明玻璃片上制备阻抗生物传感器，用于实时监测细胞生长及细胞–药物反应，并与常规生物测定比较以验证其有效性。每孔接种约10000个NIH/3T3细胞，培养48 h后加入6.67 µg/mL嘌呤霉素，继续观察48 h凋亡过程。通过1 kHz至1 MHz频率扫描确定最敏感频率范围为367–440 kHz，并在96 h...
本文报道了一种基于生物素化反应和亚甲基蓝（MB）负载金属有机框架（MOFs）信号放大的电化学“信号开启”检测法，用于检测半胱天冬酶-3（caspase-3）并评估细胞凋亡。以锆基 UiO-66-NH2 MOFs 为纳米载体负载电活性 MB 分子；重组六组氨酸（His6）标签链霉亲和素（rSA）通过 His6 标签与 MOF 表面金属...
强度探测型表面等离子共振成像（ISPRi）传感具有结构简单、易于实现且应用广泛等优势，但常规ISPRi的折射率分辨率常受限于10−5 RIU量级。本研究报道了一种新型高灵敏度ISPRi生物传感器，并将其应用于癌细胞凋亡检测。通过优化激发波长和入射角，采用非相干近红外光源与双4f成像光路，系统实现了5.20×10−6 RIU的折射率分...
非精神活性大麻素大麻二酚（CBD）已获美国食品药品监督管理局批准用于两种耐药性癫痫，但治疗机制和副作用仍不清楚。本研究采用时间分辨多组学策略，系统分析 CBD 在人细胞系中的作用。基于 FRET 的生物传感器筛选显示，CBD 可迅速升高细胞质钙离子并激活 AMP 活化蛋白激酶（AMPK），该效应在人角质形成细胞和神经母细胞瘤细胞中均...
Caspase-3是半胱氨酸依赖性蛋白酶，被认为是凋亡相关疾病诊断与预后可靠分子标志物。本研究报道一种基于M13噬菌体的电化学生物传感器，用于通过敏感、特异检测caspase-3评估细胞凋亡。首先利用M13噬菌体库（环肽形式）进行噬菌体展示筛选，获得潜在亲和肽展示噬菌体克隆，序列为CPTTMWRYC。经酶联免疫吸附试验表征其结合亲和...
光声断层成像（PAT）结合遗传编码近红外探针可在深部组织中以高分辨率可视化特定细胞群，但缺乏合适探针使细胞动态过程成像尚未充分探索。本文报道了一种基于近红外荧光蛋白对 miRFP670–iRFP720 的 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器，用于深部组织中动态功能成像。该传感器由 caspase-3 切割位点连接供体...
高灵敏度纳米线光学生物传感器对生物微环境检测和细胞过程分析具有重要意义。现有纳米线生物传感器多由金属或半导体材料制备，因生物相容性差且不可降解，不适合长期用于生物环境；而蜘蛛丝等生物友好材料常因损耗高或尺寸达微米级而灵敏度不足。本文首次采用直接拉制法，利用聚乳酸（PLA）高透光、良好生物相容性、可降解性和柔韧性制备单根 PLA 纳米...
克服药物耐药性的有效策略之一是使用纳米载体。本研究采用紫杉醇（PTX）纳米乳（PTX-NE）以绕过MDA-MB-231三阴性乳腺癌细胞的耐药性，并利用阻抗生物传感器确定PTX-NE诱导凋亡的确切时间。MTT结果显示，游离PTX处理72 h仍不能将细胞活力降至IC50；而多药耐药抑制剂TPGS与PTX联用可部分逆转耐药。随后以Satu...
心血管疾病是全球主要死因，动脉阻塞常未被及时发现。植入式医疗器械如支架和人工血管可再通血管，但长期后仍可能再狭窄。本文开发一种可报告细胞数量并可安装于支架或人工血管进行远程监测的血管生物传感器。该器件基于微加工互指电极（IDEs），既能通过阻抗检测血管平滑肌细胞贴附与数量变化，又能接收电流诱导受控细胞死亡即凋亡。作者证明该器件具有可...
细胞色素c（Cyt c）是线粒体电子传递链和细胞凋亡过程中的重要生物标志物。本文构建了一种基于近红外（NIR）Ag2S量子点（QDs）的无标记荧光检测策略，用于灵敏、选择性检测Cyt c。在该体系中，Cyt c首先被胰蛋白酶水解，生成的血红素-肽片段具有过氧化物酶样活性，可催化H2O2分解产生羟基自由基（·OH）。在咖啡酸存在下，·...
细胞内检测Caspase-3活性对研究细胞凋亡及相关疾病至关重要。现有基于纳米材料的生物传感器常因缺乏简便高效的生物功能化方法而稳定性差或制备复杂，限制了其在复杂生理环境中的应用。本文以聚多巴胺（PDA）作为纳米-生物界面，发展了一种二硫化钼纳米片（MoS2 NSs）的共价生物功能化策略，并构建了细胞内荧光生物传感器MoS2@PDA...
如今，碳纳米管（CNT）因具有优异的物理、化学、电学、热学和力学性能，已被用于药物递送、生物传感器设计、微生物处理及消费品等领域，未来含 CNT 产品预计将进一步增加。CNT 疏水且易在水生生态系统沉积物中富集。脊椎动物研究已揭示其毒性风险，但水生无脊椎动物数据有限。本研究旨在从分子水平确定多壁碳纳米管（MWCNT）对摇蚊 Chir...
基于电阻抗的细胞活性传感已成为监测细胞演化与形态相关生物过程的重要分析工具。在这类生物传感器中，电极设计直接影响灵敏度，因为它决定了传感器测量细胞活动所引起微小阻抗变化的能力。本文成功开发了多种构型的阻抗生物传感器阵列，并用于研究电极布局对培养前成骨细胞动力学的影响。传感器设计首先通过测量电极设计对模拟细胞群体介电特性的介电聚合物（...
无创监测细胞在药物处理下分泌蛋白，是药物开发和细胞毒性检测中的关键工具。本文展示了一种表面功能化方法，用于特异性检测细胞释放的蛋白，并构建了集成高灵敏回音壁模式生物传感器（WGMB）与精确微流控控制的平台，实现无标记、实时检测。该平台可实时测量细胞生物标志物释放，具有纳摩尔级灵敏度。表面功能化方法通过生物素—链霉亲和素体系将抗体固定...
准确监测细胞凋亡的方法在诊断和药物领域具有重要意义。本研究结合 DEVD 肽的特异性识别与切割以及量子点（QDs）基荧光共振能量转移（FRET），开发了一种快速、灵敏、选择性检测细胞凋亡的方法。首先，通过 Au–S 键将生物素化肽连接在金纳米粒子（AuNPs）表面，形成 AuNPs–pep；随后将 AuNPs–pep 与 QDs 连...
针对G-四链体荧光探针多限于管式检测的问题，本文提出一种基于酶促生成G-四链体的原位无标记荧光生物成像方法，用于在细胞和组织水平检测凋亡细胞，即末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）激活的从头G-四链体合成（TAGS）检测。该方法的检测对象是凋亡的生化标志——基因组DNA断裂。TAGS利用DNA双链断裂（DSBs）作为引物，在富G未标记dN...
Bcl-2 和 Bax 是肿瘤细胞凋亡关键调控蛋白，常用于监测凋亡和评估抗癌药效。本文构建了一种新型三明治型双信号标记电化学免疫传感器，用于同时检测 Bcl-2 和 Bax。以还原氧化石墨烯（RGO）修饰玻碳电极为基底，固定抗 Bcl-2 和抗 Bax 抗体捕获目标抗原；采用抗体修饰的 CdSeTe@CdS 量子点（QDs）和银纳米...
三维（3D）细胞培养因更接近生理环境而受到关注，但传统二维成像和细胞传感器难以实时监测3D培养中的细胞行为。本文报道了一种由垂直排列电极对组成的3D电容细胞传感器。将表达绿色荧光蛋白的人乳腺癌细胞（GFP-MCF-7）封装于海藻酸钠水凝胶中，并在3D培养系统中培养时，通过测量电容变化，可非侵入、实时监测不同高度处的细胞增殖和凋亡。此...
本文报道了一种以肽为识别元件将凋亡细胞组装到固体表面的策略，并首次描述了一种基于肽的电化学生物传感器用于直接评估细胞凋亡。修饰在电极上的肽含有可识别凋亡细胞外翻磷脂酰丝氨酸（PS）的序列，从而将细胞捕获到电极表面。在电化学体系中，固定化细胞不仅对电子转移产生显著空间位阻，还屏蔽肽的正电荷，而该正电荷原本可吸引带负电的电化学探针。因此...