Gravimetric biosensors.
重力换能器通过质量变化产生信号，可用于构建气体传感器或生物传感器。本章以气味结合蛋白（odorant binding proteins, OBPs）作为识别元件，针对小分子挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）建立传感方法。所述方法将重组 OBP 固定于经功能化活化的自组装单分子层（se...
A Probeless Capacitive Biosensor for Direct Detection of Amyloid Beta 1-42 in Human Serum Based on an Interdigitated Chain-Shaped Electrode.
淀粉样蛋白β（Aβ）1-42是阿尔茨海默病患者脑内老年斑的主要成分，检测Aβ对预测患者认知能力下降具有重要意义。本文开发了一种无探针电容式生物传感器，用于非法拉第检测Aβ1-42肽。该传感器将特异性抗Aβ抗体固定于自组装单分子层（SAM）功能化的互指链状电极（ICE）上，形成抗Aβ/SAM/ICE结构。与以往使用[Fe(CN)6]3...
Ultrasensitive and Label-Free Detection of the Measles Virus Using an N-Heterocyclic Carbene-Based Electrochemical Biosensor.
针对新冠疫情下快速准确病毒检测的迫切需求，本文报道了一种适用于病毒检测的电化学平台技术，并以完整麻疹病毒为演示对象。尽管麻疹疫苗广泛可用，2019年初麻疹感染病例仍大幅增加，而现有诊断方法通常需要1小时以上。作者首次展示了可在数分钟内检测麻疹病毒且无需预处理的生物传感器。该传感器以金电极为基底，表面构建含抗麻疹抗体的自组装单分子层，...
Stabilization of the Highly Hydrophobic Membrane Protein, Cytochrome
细胞色素bd氧化酶催化细菌呼吸链中氧还原为水，是电催化研究和生物传感器应用的潜在靶标。该酶为高度疏水的整合膜蛋白，几乎完全嵌入磷脂双分子层，因此其结构保持和直接电化学研究具有挑战。本研究系统考察了硫醇修饰金纳米粒子表面电荷、硫醇链长以及磷脂含量和类型等关键参数，以阐明这些因素对膜蛋白与电极界面相互作用和直接电子转移的影响。结果表明，...
Enhancing the Sensitivity of Biotinylated Surfaces by Tailoring the Design of the Mixed Self-Assembled Monolayer Synthesis.
硫醇自组装单分子层（SAMs）通常用于在金表面锚定作为生物传感器识别元件的生物分子。本文提出在生物素化混合 SAM 中设计并合成 N-(2-羟乙基)-3-巯基丙酰胺（NMPA），作为替代策略，以取代由商品化硫醇溶液制备 SAM 后进行原位多步功能化。研究比较了由 3-巯基丙酸（3MPA）与 11-巯基十一烷酸（11MUA）10:1 ...
Impact of Self-Assembled Monolayer Design and Electrochemical Factors on Impedance-Based Biosensing.
实时蛋白质传感，尤其用于可穿戴设备，仍是重大挑战，因为需要将结合事件转换为与所选分析仪器兼容的可测信号。阻抗谱可通过测量静电相互作用或电子转移反应实现实时检测，并易于微型化以集成到可穿戴形态。为建立更稳健的阻抗传感器优化方法，需要更多基础研究探索影响传感器设计与实施的因素。本研究结合光学与电化学表征，验证阻抗传感器性能随以下因素变化...
Electrochemical genosensor for Klotho detection based on aliphatic and aromatic thiols self-assembled monolayers.
Klotho基因表达变化与慢性肾病相关，其作为早期生物标志物的潜力正在研究。本文首次报道一种用于检测Klotho基因的电化学生物传感器平台。该传感器以丝网印刷金电极为基底，采用自组装混合单分子层（SAMs）固定DNA探针，并通过三明治杂交格式检测Klotho基因mRNA部分区域对应的100碱基DNA片段。作者利用循环伏安法和电化学阻...
Alkanethiol Monolayer End Groups Affect the Long-Term Operational Stability and Signaling of Electrochemical, Aptamer-Based Sensors in Biological Fluids.
电化学适配体（E-AB）传感器可在未处理生物流体中对特定分子靶标进行高精度测量，其秒级或更快的测量频率已支持活体动物药代动力学的实时监测。然而，E-AB传感器在持续电化学探测下生物电子界面会退化，表现为法拉第电流下降和充电电流上升，使体内寿命最多约12小时，远短于多数药物在人体中的消除半衰期。因此需要开发能长期抵抗生物流体中持续电化...
Simulated revelation of the adsorption behaviours of acetylcholinesterase on charged self-assembled monolayers.
基于乙酰胆碱酯酶（AChE）的电化学生物传感器因简单、快速、可靠且成本低，被用于有机磷和氨基甲酸酯农药检测。AChE 在电极表面的生物活性及直接电子转移（DET）速率决定传感器性能，带电表面对其检测能力影响显著。本研究采用平行退火蒙特卡洛（PTMC）和全原子分子动力学（AAMD）模拟，考察加州电鳗 AChE（TcAChE）在带相反电...
A comparative study on EpCAM antibody immobilization on gold surfaces and microfluidic channels for the detection of circulating tumor cells.
循环肿瘤细胞（CTCs）在血液中的检测对癌症早期诊断具有重要意义，但 CTCs 在血样中极为稀少，检测困难。本文针对微流控生物传感器中 MCF-7 乳腺癌细胞的富集与检测，系统比较了不同金表面修饰策略。研究在金表面构建烷硫醇自组装单分子层（SAMs），并分别采用 EDC/NHS 共价交联和链霉亲和素—生物素亲和作用固定抗 EpCAM...
Genosensor made with a self-assembled monolayer matrix to detect MGMT gene methylation in head and neck cancer cell lines.
DNA甲基化参与头颈部鳞状细胞癌发生，可用于癌症早期检测。本文开发了一种基因传感器，用于检测头颈癌细胞系中MGMT基因的DNA甲基化。将MGMT启动子甲基化探针固定于用11-巯基十二烷酸(11-MUA)自组装单分子层(SAM)修饰的金电极上，采用电化学阻抗谱(EIS)进行检测，可清晰区分甲基化与非甲基化DNA。该传感器灵敏度高，检出...
Antifouling strategies in advanced electrochemical sensors and biosensors.
电化学生物传感器因电化学方法灵敏度高、生物识别元件选择性好，已广泛用于病原生物标志物检测、医学诊断与临床分析。然而，临床样品中含有蛋白质、细胞、多糖和脂质等多种生物污物，其复杂基质会严重影响传感器在直接检测或浸没于变化条件时的可靠性与稳定性。因此，设计能够有效降低非特异性结合、在优化分析中维持生物传感器性能的抗污传感平台十分必要。本...
Miniaturisation of a peptide-based electrochemical protease activity sensor using platinum microelectrodes.
蛋白酶是多种疾病状态的重要生物标志物，其失调与癌症进展等过程密切相关。近年来，基于肽的电化学生物传感器因灵敏度高、响应快、易于微型化而受到关注，但传统大尺寸电极限制了性能。本文报道了一种基于25 μm直径铂（Pt）微电极的微型化电化学生物传感器，用于检测胰蛋白酶（trypsin）活性，并通过建立等效Pt宏电极响应进行基准比较，考察蛋...
A zinc selective oxytocin based biosensor.
催产素（oxytocin, OT）是一种对 Zn2+ 和 Cu2+ 均具有较高亲和力的肽类激素，因此可作为监测生物流体中必需金属离子水平的识别层。然而，天然 OT 无法区分 Cu2+ 与 Zn2+，难以在 Cu2+ 存在下选择性检测 Zn2+。本研究通过理论计算阐明了 OT 末端氨基对 Cu2+ 亲和力的贡献，发现末端氨基参与 Cu...
A label-free ultrasensitive microfluidic surface Plasmon resonance biosensor for Aflatoxin B
基于表面等离子共振（SPR）的无标记小分子检测面临信号放大挑战。本文比较了自组装单分子层（SAM）金芯片与负载金纳米颗粒（AuNPs）金芯片用于黄曲霉毒素B1（AFB1）检测。SAM金芯片经EDC-NHS交联剂活化、蛋白A（Protein-A）接枝及抗AFB1抗体固定；另一芯片将功能化硫辛酸AuNPs沉积于SAM金芯片，再经EDC-...