传统微生物分析常因耗时长、便携性差而难以满足紧急场景需求。本文开发了一种基于连续腺嘌呤（PolyA）探针的电化学生物传感器，用于五种细菌16S rRNA基因的高灵敏检测。PolyA探针由PolyA尾部和识别区组成，PolyA尾部可结合于金表面，并通过改变其长度方便调控表面密度；识别区与两条生物素标记报告探针同靶标DNA杂交，形成稳定...
快速、低成本且灵敏地检测细菌病原体对人类健康与安全具有重要意义。本文提出一种基于细菌细胞与其感染病毒（噬菌体）相互作用的简单细菌种类检测策略。作者对噬菌体 M13 进行工程化改造，使其展示天然靶向目标细菌的噬菌体受体结合蛋白。通过巯基化修饰，工程化噬菌体可结合金纳米颗粒；金纳米颗粒在噬菌体上聚集并作为信号放大器，因表面等离子共振性质...
快速检测细菌及其对特定抗生素的敏感性对感染治疗至关重要。传统药敏试验（AST）如肉汤稀释法、E-test和纸片扩散法需约3天，延误治疗并增加死亡率。本研究提出基于功能化微珠的自驱动传感器，用于现场监测微生物并快速进行AST。该微珠传感器由布朗运动驱动，无需外部电源。直径2 µm的荧光微珠表面包覆万古霉素以捕获细菌。研究评估了革兰阴性...
现代诊断工具与免疫分析流程要求基于分析物固有行为进行直接识别，而不使用标记指示剂。无标记生物传感器能够监测分析物的物理化学性质，如结合灵敏度、选择性、亲和常数及分子识别动力学。典型生物传感器界面可由天然抗体延伸至合成受体，例如分子印迹聚合物（MIPs）。MIPs 的主要优势包括与天然抗体相当的高结合选择性、合成简便快速、热/化学稳定...
及时、准确地检测细菌对健康与安全应用至关重要，也推动了多种光学细菌传感器的持续发展。本文报道了一种基于连续波太赫兹（THz）透射成像的细菌菌落传感新策略，检测流程简单。该方法利用 THz 波对样品水含量和细胞结构变化的高度敏感性，直接对四种细菌的单菌落进行成像，并依据其 THz 吸收差异实现菌种区分。研究进一步表明，THz 成像能够...
地表水和饮用水受大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）污染是引发水媒疾病的重要原因。针对实际污染样品中病原体快速检测的未满足需求，本文报道了一种热还原氧化石墨烯基场效应晶体管（rGO FET）生物传感器，并用超薄氧化铝（Al2O3）层进行钝化，用于实时检测E. coli。该传感器可在1 µL样品体积内于50 ...
病原菌检测要求快速、准确和便捷。本文报道一种基于万古霉素修饰的银包覆磁性纳米粒子（Fe3O4@Ag-Van MNPs）与金核银壳纳米粒子（Au@Ag NPs）联合使用的表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器，用于从溶液中快速捕获、富集和鉴别细菌。Fe3O4@Ag MNPs 经 11-巯基十一酸（MUA）和万古霉素（Van）修饰后，可...
传统病原菌检测依赖微生物培养或基因分析，需要大型仪器和专业人员，难以满足快速诊断需求。本研究利用 D-氨基酸可选择性靶向细菌的特性，构建了基于 D-丙氨酰-D-丙氨酸（DADA）修饰金纳米颗粒（AuNPs）的广谱细菌比色检测系统。细菌可将外源 DADA 掺入细胞壁肽聚糖，而哺乳动物细胞和真菌不能。当细菌摄取 AuNP 表面的 DAD...
在医疗领域，生物传感器被视为具备“任何对象、任何地点、任何时间、任何人”（AAAA）特性的通用诊断设备，但现有产品尚未全部满足这些要求。血糖仪是目前最成功的生物传感器，可监测血糖，但检测对象单一。本研究旨在利用现有血糖仪平台，扩展其可检测分析物的范围。作者将大肠杆菌周质海藻糖酶 TreA 作为新型分裂酶报告分子，将其 N 端 66 ...
为应对细菌感染带来的医疗、食品与环境监测需求，本文报道了一种基于致密且有序排列的噬菌体层的细菌传感元件。该传感元件利用针对特定细菌菌株的T4噬菌体作为天然识别元件，通过表面化学修饰提高噬菌体表面覆盖度，并采用交变电场使噬菌体以尾朝上的取向沉积，从而增加可用受体结合蛋白数量、降低空间位阻。与传统随机取向噬菌体层相比，该方法使细菌捕获灵...
生物传感器是利用电学换能器和生物组分研究环境的装置，通常用于检测生物结构、生物体及生物过程。由于该领域发展迅速且类型多样，技术体系常显得复杂，但其基本原理并不困难。本综述聚焦于近年来用于检测完整细菌细胞的生物传感器进展，包括依赖外加标记组分的传感器，以及不依赖标记组分、直接检测换能器上结合事件或结合结构的传感器。文章还介绍了在生物传...
本研究将荧光染料与光热剂接枝到阳离子聚合物上，构建用于液相和固相细菌快速检测的荧光开关体系。该体系以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为主链，引入儿茶酚和溴乙烷基团，并共价结合硼二吡咯亚甲（BODIPY）荧光染料与近红外响应 IR825 光热剂，形成 F-PVP。聚合物中的阳离子片段可与革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌细胞膜发生多离子复合物相互作用...
噬菌体可作为多功能构建模块，替代或与其他检测方法联合，用于构建新型细菌检测诊断平台。噬菌体易于遗传操作、规模化生产，且检测速度快，表明在资源受限环境中利用噬菌体组件开发诊断方法仍存在尚未充分开发的机会。随着《食品安全现代化法案》等法规实施以及全球贸易和旅行范围不断扩大，对快速、低成本细菌诊断的需求将持续增长。尽管噬菌体诊断产品已开始...
随着医疗、安全检查和食品安全对快速准确细菌检测需求增加，太赫兹（THz，10^12 Hz）光谱因独特优势成为新型细菌检测手段。太赫兹辐射可激发细菌细胞中氢键、范德华力和疏水相互作用等低频集体振动模式，使不同细菌、芽孢及胞内代谢物呈现特征吸收或衰减指纹，从而实现无标记、非侵入检测。近年来，该领域在细菌组分表征、芽孢识别和细胞检测方面取...
DNAzyme 是具有催化活性的单链 DNA 分子，可通过体外筛选从合成随机序列 DNA 文库中分离获得。RNA 切割 DNAzyme 是研究最深入的 DNAzyme 类别之一，已广泛用于多种分析物的生物传感器和生物检测。本文聚焦于将 RNA 切割 DNAzyme 开发为细菌传感器，这类探针被设计为同时完成三项关联功能：识别细菌生物...
细菌病原体的快速、敏感检测对公共卫生、食品和环境安全至关重要。本文报道利用模块化设计且位点定向的合成抗菌肽（sAMPs）作为新型生物识别元件，实现细菌病原体的检测与定量。通过在肽链中引入工程化半胱氨酸残基，利用硫醇–金亲和作用将 sAMP 定向固定于金电极表面，并结合电化学阻抗谱（EIS）进行无标记检测。该传感器对大肠杆菌（E. c...
细菌检测对保障食品与饮水安全具有重要意义。本文提出一种基于纳米孔阵列堵塞效应的快速细菌检测策略。传感膜由电化学刻蚀单晶硅制备的多孔硅（pSi）纳米孔阵列构成，并集成于 PDMS 微流控通道中。多孔硅表面经 APTES 和戊二醛活化后固定大肠杆菌抗体，可选择性捕获样品中的大肠杆菌。捕获的细菌在孔口形成空间位阻，降低纳米孔阵列对探针分子...
基于各向异性贵金属纳米晶，本文发展了一种在芯片上制备取向可控三维超晶格的通用方案。通过可控化学功能化与物理蒸发，使金纳米棒（AuNRs）或金纳米棱柱（AuNPs）在硅片上形成垂直或平行排列的三维超晶格。比较垂直与平行排列的三维纳米棒超晶格的表面增强拉曼散射（SERS）行为发现，垂直排列者具有更优的SERS增强能力和重现性。将垂直排列...
病原菌特异性检测方法日益成为健康与生物安全控制的关键。本文提出一种基于碳纳米管（CNTs）和抗菌肽的纳米结构生物传感器用于细菌检测。首先将抗菌肽 ClavA 化学固定于 CNTs 表面，并利用表面固定 ClavA 以直接检测肺炎克雷伯菌、粪肠球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌。采用电化学阻抗谱（EIS）通过比较不同细菌浓度孵育前后电极响应...
本研究开发了一种基于局域表面等离子共振（LSPR）的无标记生物传感器，通过在传感芯片表面固定细菌特异性适配体，利用目标菌结合后 LSPR 峰消光强度的变化实现细菌的直接、准确检测。作者系统优化了适配体固定条件（探针浓度、孵育时间）和细菌结合条件（孵育时间），并以三种不同细菌作为概念验证。结果表明，该传感器可在单芯片上以多路模式同时识...