抗坏血酸（AA）在人体重要生物分子的合成与代谢中发挥关键作用，但人体不能自身合成，需通过外源食物补充；AA在储存和加热过程中易降解，导致食品中含量发生变化。因此，开发灵敏、准确的光电化学（PEC）生物传感器检测AA具有重要意义。然而，长波长光照和低偏压PEC材料的缺乏限制了AA生物传感器的发展。本文首次报道3,4,9,10-芘四羧酸...
蛋白质作为可遗传编程的功能性大分子，具有作为生物相容性自组装构筑单元的潜力。本研究展示了一种模块化、可遗传编程的蛋白涂层自组装方法，用于生物传感器应用。作者设计并制备了重组融合蛋白构筑块，通过热触发液-液相分离和正交高亲和卷曲螺旋相互作用，在玻璃或聚合物等多种基底上形成微结构涂层。将荧光蛋白引入涂层并控制蛋白密度，可在低资源条件下实...
等离子体纳米颗粒聚集体结或间隙中的强电磁热点可驱动表面增强光谱分子检测的超高灵敏度，但大生物分子难以进入受限热点空间。本文展示在反射性金基底上通过自组装制备金纳米颗粒簇阵列（NCAs），具有受控的颗粒间（<1 nm）和簇间（<10 nm）热点。NCAs 对表面增强拉曼（SERS）和金属增强荧光（MEF）检测中小分子或蛋白-受体相互作...
在现代生物医学与纳米技术中，开发具有可控尺寸、形状、各向异性和功能特性的生物基纳米材料已成为重要方向。自下而上构建策略通过设计基本构建块并借助随机自组装形成新型结构，是纳米技术中的核心科学问题之一。Janus纳米粒子（JNPs）因具有刺激响应性、可调结构、生物相容性以及两个疏水性和功能基团不同的表面，在生物医学应用中具有重要意义。不...
生物芯片与生物传感器制备的关键在于优化兼具高灵敏度与高特异性的光学或电化学检测技术。荧光聚合物纳米颗粒等光学方法因优势显著而推动诊断领域发展。本文报道了一种简便方法，开发新型荧光素聚合物纳米颗粒（FPNPs）并固定特定生物分子，用于高灵敏光学生物传感器。通过自由基聚合合成三种两亲性荧光素聚合物poly(FMA-r-NAS-r-MA)...
黄素氧化酶是重要的氧化生物催化剂，能以分子氧为电子受体催化底物氧化并生成过氧化氢，因无需可解离辅酶而适合作为低成本生物传感元件。本文首次利用金结合肽标签实现腐胺氧化酶（PutOx）在固体材料表面的功能自组装。作者通过基因工程将金结合肽（AuBP）融合到 PutOx 的 C 端，使融合酶能够定向结合金表面。研究采用蛋白电泳、酶活测定、...
基于植物病毒的纳米颗粒可作为自组装蛋白支架，用于构建酶纳米载体。目前，通过遗传偶联在同一体系中同时生产并偶联酶与支架的方法仅在植物系统中得到验证。本文报道了在大肠杆菌中生产并体外自组装用于CO2捕获的催化纳米丝。作者通过柔性连接肽将海洋细菌Hydrogenovibrio marinus来源的碳酸酐酶hmCA融合到马铃薯病毒Y外壳蛋白...
报道一种用于表面等离子共振（SPR）生物传感器的信号放大策略。生物素化苯丙氨酸（Biotin-Phe）单体在温和环境中快速自组装形成纳米颗粒（biotin-FNP）。随后利用链霉亲和素（SA）与生物素之间的高亲和力相互作用，将SA-抗体复合物负载于自组装纳米颗粒表面，形成Ab2-SA-biotin-FNP偶联物。由于该偶联物具有较大...
凝血酶的快速灵敏检测对凝血酶相关疾病的早期诊断、预防和治疗至关重要。本文基于理性设计的三功能融合蛋白HTs开发了一种超灵敏、快速的凝血酶生物传感器。HTs由三个功能单元组成：远红外荧光蛋白smURFP、疏水蛋白HGFI和凝血酶切割位点TCS。smURFP作为检测信号，可消除样品基质自荧光干扰，提高检测灵敏度；HGFI作为黏附单元，使...
设计和开发电化学生物传感器可实现分子传感和生化组成定量，具有监测、检测和反馈等医学与生物技术应用优势。将仿生材料与电化学技术结合，可促进特异性、快速、灵敏且低成本（如即时检测）传感平台的发展。用于修饰传感器表面的生物材料选择至关重要，因其显著影响选择性和灵敏度。在此背景下，具有内在自组装能力的智能生物材料，如细菌表面层（S-层）蛋白...
本研究开发了一种基于比色皿的透射模式局域表面等离子共振（LSPR）传感器芯片，用于灵敏检测生物标志物C反应蛋白（CRP）。为实现高灵敏度LSPR芯片，作者通过自组装方法将等离子体活性金纳米粒子（AuNPs）以均匀、高密度单层形式修饰于多种透明基底表面。透明基底经(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（APTES）处理引入氨基，并优化配体浓度与...
近年来，基于M13噬菌体构建的新型病毒基传感系统受到广泛关注。M13噬菌体具有规则丝状结构、单分散性和可遗传工程改造特性，其pVIII主要衣壳蛋白可通过噬菌体展示技术展示特异性肽段或抗体，从而赋予传感器对化学和生物靶标的高灵敏度与高选择性。M13噬菌体还能在温和条件下通过自组装形成有序薄膜、纳米线或光子晶体结构，并渗入纳米网络，实现...
本文通过蒸发法制备了自组装金纳米棒（GNR）垂直阵列基底，并发现改变探针分子溶液中的浸渍时间可有效调控基底形貌，从而获得不同的拉曼增强效果。作者采用有限元法（FEM）分别计算了 GNR 垂直阵列和无序基底的局部电磁场分布，模拟结果与实验一致。在最佳浸泡时间下，进一步研究了基底的灵敏度、重现性和稳定性。结果表明，由于相邻纳米棒耦合产生...
本研究提出一种基于电化学的下一代多功能生物传感器，用于监测由分子结合或解离决定的目标捕获与释放事件。该传感器将细胞机器——微管（MT）和驱动蛋白（kinesin）——作为功能单元，其组装依赖分子自组装与自识别。作者以羧基二茂铁（FCA）标记驱动蛋白，在 AMP-PNP 存在下与微管形成 FCA-驱动蛋白-微管组装体，并通过抗微管蛋白...
本文面向基于自组装快速响应（QR）码的前向纠错生物传感器集成，解决两个关键问题。第一是选择用于打印和自组装 QR 码的纸基材料。作者比较了普通打印纸、Whatman 滤纸、硝酸纤维素膜和实验室合成细菌纤维素四种基底，发现细菌纤维素在探针（金纳米棒，AuNR）和墨水保留能力方面优于其他材料，其纳米多孔网络可锚定 AuNR 核银壳颗粒，...
导电水凝胶因其独特的固–液界面和易加工性，在可变形生物医学器件中具有重要潜力。本文开发了一种具有显著类酶活性的新型纳米纤维水凝胶，可作为“墨水”直接打印柔性电化学器件。该水凝胶由鸟苷（G）与 KB(OH)4 自组装形成，并在 G-四联体骨架中同步掺入血红素（hemin），从而获得显著的类过氧化物酶活性。该材料在剪切应力作用下可在溶胶...
本研究开发了一种用于定量检测微量细胞内丙酮酸（PA）的荧光毛细管生物传感器。通过自组装技术将金纳米颗粒（AuNPs）和乳酸脱氢酶（LDH）修饰在氨基化玻璃毛细管（20 μL）内表面。将样品与NADH的混合溶液吸入传感器后，通过检测NADH荧光变化值定量PA浓度。研究考察了毛细管表面氨基质子化程度、AuNPs浓度与自组装时间、LDH活...
纤维素基材料因具有良好的生物相容性、可生物降解性和低毒性，在生物医学领域受到广泛关注。自组装是一种无需复杂加工即可形成具有特定功能与结构有序性的自发过程。本文综述了纤维素及其衍生物的改性、性质与应用，详细讨论了 NMMO、DMAc/LiCl、熔融盐水合物、金属配合物水溶液、离子液体和 NaOH-水体系等代表性溶剂体系。纤维素改性常通...
本文以N-芴甲氧羰基二苯丙氨酸（Fmoc-FF）自组装肽纳米纤维水凝胶构建智能生物界面，用于酶基电化学生物传感和细胞监测。Fmoc-FF水凝胶具有双重功能：一方面在肽自组装过程中作为基质包埋辣根过氧化物酶（HRP），另一方面作为细胞黏附的稳健支架。实验表明，HRP以稳定方式固定于肽水凝胶中，并保留对H2O2的固有生物活性；HRP还可...
本文报道了首个自组装三维肽水凝胶生物传感器的实验证据，其纤维表面共价固定寡核苷酸识别基序，可实现序列特异性DNA检测。基础八肽Val-Lys-Val-Lys-Val-Glu-Val-Lys在生理条件下形成反平行β-片层纳米纤维水凝胶，含水率>98% w/v，纤维直径约5.27 nm。将寡核苷酸CGATTCTGTGTT通过巯基-马来酰...