组织工程通过构建功能性组织替代物推动再生医学发展，用于体外研究和治疗应用。优化皮肤工程组织显然受益于局部、实时、精确的氧浓度测量，因为氧在细胞代谢、存活和组织再生中起关键作用。本研究提出一种基于荧光的氧生物传感器，其化学稳定并整合到用于完整皮肤等效物（含真皮和表皮）支架的纤维蛋白基真皮基质中。该过程包括合成一种含钯和 Jeffami...
基于水凝胶的生物传感器有望用于实时连续追踪生物标志物，但水化水凝胶机械性能不足，难以穿皮获取组织间液（ISF）。作者开发了一种微针阵列生物传感器（MAB）贴片，将荧光DNA适配体开关与3D打印支架内的水化水凝胶网格耦合，实现连续、可逆传感。该支架为穿皮提供必要机械支撑，同时保持适配体-水凝胶在ISF中的传感功能。作者通过调节适配体开...
监测环境紫外辐射对生态系统和人类健康至关重要，但传统紫外剂量计缺乏检测 DNA 水平损伤的分子敏感性。本文提出一种基于 CRISPR/Cas12a 的生物传感平台，通过检测 DNA 激活子中紫外诱导的胸腺嘧啶二聚体来量化太阳紫外暴露。该系统利用胸腺嘧啶二聚体导致 crRNA 与 DNA 激活子错配，从而抑制 Cas12a 的顺式识别...
本研究开发了一种基于大蒜皮来源氮掺杂碳点（N-CDs）与乳清蛋白-淀粉（WP-S）乳液凝胶的智能包装材料，用于实时、非侵入检测苹果微生物腐败。所合成碳点具有强pH敏感光致发光特性，其CIE色度坐标和荧光强度随pH变化发生明显改变。将N-CDs引入WP-S乳液后，复合膜接触大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌时，出现明显比色变化和荧光...
化学农药残留对人类健康和环境具有负面影响，亟需可靠高效的检测方法。本研究开发了一种基于废茶叶制备碳量子点（CQDs）的纳米生物传感器，用于检测茶叶中常用农药。CQDs 采用简单一锅水热法合成，并通过高分辨透射电镜、紫外-可见光谱、光致发光光谱、拉曼光谱、X 射线衍射、原子力显微镜和 X 射线光电子能谱进行表征。基于荧光共振能量转移（...
本文报道了钛碳化物（Ti3C2）-硫化钴（Co3S4）纳米复合材料在氨基酸生物传感中的应用。Ti3C2 MXene具有导电性好、亲水性强、热稳定性高、层间距大和比表面积高等特点，适合固定生物分子并检测目标分析物；Co3S4为过渡金属硫化物，可增强Ti3C2的电催化活性，尤其适用于氨基酸检测。L-精氨酸是半必需氨基酸，参与蛋白质合成、...
纳米酶是具有类酶性质的纳米材料，具有制备成本低、催化活性强、室温长期储存稳定、可重复使用等优点，被视为天然酶的潜在替代品。过去二十年纳米酶研究兴趣激增，寻找更优仿生材料用于生物医学应用。金属有机框架（MOFs）由无机金属离子/簇和有机配体构成，具有组成独特、孔径可调、结构多样、理化性质易调控等特点，可模拟类酶活性，成为有前景的纳米酶...
细菌检测分析装置是现代临床实验室的重要组成部分，能够实现疾病的早期诊断和及时干预，因此针对监测与诊断方法的持续改进受到重视，其中基于生物传感器的发展尤为关键。在细菌检测技术中，以比色法和荧光技术为基础的光学传感器系统，以及利用表面等离子共振（SPR）和取向效应测量的系统，被认为是具有广阔应用前景的重要方向。本综述系统梳理了上述光学传...
癌症是近几十年来最严重的疾病之一，早期诊断对及时治疗和延长生存至关重要。检测因癌症而升高的肿瘤标志物是最直接的方法之一。癌胚抗原（CEA）是结直肠癌最重要的肿瘤标志物之一，也被认为与乳腺癌、胃癌、卵巢癌、胰腺癌和肺癌等相关。传统 CEA 检测多依赖免疫分析，如 ELISA，但操作复杂、成本高且耗时长。因此，研究者发展了多种生物传感器...
食品安全与人类健康密切相关。抗生素在畜牧业中因广谱抗菌活性被广泛使用，但不合理使用造成环境污染和食品安全问题，因此环境分析与食品安全评价中迫切需要抗生素现场检测。适配体传感器具有使用简便、准确、成本低、选择性高、适合抗生素检测等优点。本文综述了基于适配体的电化学、荧光和比色传感器用于抗生素检测的最新进展，重点讨论不同适配体传感器的检...
当前病毒大流行严重威胁人类健康与社会经济发展，因此开发高效、低成本、早期且准确的病毒检测方法至关重要。生物传感器和生物电子器件有望克服现有检测方法的不足。除金/银纳米颗粒、碳基材料、金属氧化物和石墨烯等常见材料外，共轭聚合物（CPs）凭借独特的π轨道结构、链构象变化、溶液可加工性和柔性，成为制备高灵敏、高特异病毒生物传感器的候选材料...
特定细胞代谢物浓度的定量可反映生理与病理状态下代谢通路的实际利用情况，也是代谢工程中筛选细胞工厂的重要读出指标。然而，目前尚缺乏可直接在单细胞水平实时评估胞内代谢物水平的方法。近年来，天然细菌 RNA 核糖开关的模块化结构启发了遗传编码合成 RNA 器件的设计，这类 RNA 生物传感器可将胞内代谢物浓度转化为定量荧光信号。其通常由代...
准确检测并定量水体中的污染物是环境监管的关键。生物传感器具有样品前处理少、测量时间短、特异性与灵敏度高、检测限低等优势。本综述系统梳理光学生物传感器用于水污染物检测的最新进展，重点讨论其生物识别元件、光学换能器工作原理以及典型应用。文献统计显示，荧光型生物传感器约占33%，表面等离子共振（SPR）约占28%；SPR在检测限方面总体表...
法证科学中正快速发展潜指纹检测技术，但传统化学粉尘可能通过接触或吸入影响使用者。本研究比较四种药用植物（Zingiber montanum、Solanum indicum L.、Rhinacanthus nasutus 和 Euphorbia tirucall）的天然粉末用于潜指纹检测，以天然物质降低不良反应。研究发现部分植物粉末具...
植物-微生物互作对生态系统功能和根际过程至关重要。为理解植物与根际微生物之间的通讯通路，必须测量植物和根际中发生的多种过程。本综述首先概述植物如何与周围微生物群落相互作用并受其影响，随后总结用于阐明植物-微生物互作和病原检测的光学生物传感技术。目前，用于检测土壤植物参数或微生物群落的多数生物传感器以基因编码的光学和电化学传感器为主，...
水溶性共轭聚合物（WS-CPs）因高摩尔吸光系数、能量转移效率、荧光量子产率和光稳定性，已广泛用于体外光学传感和体内光治疗。为使其与蛋白质、核酸、抗体、细胞及细胞内组分等生物靶标发生特异性相互作用，需将糖、肽、核酸、生物素、蛋白质及其他生物识别元件共价连接到聚合物骨架或侧链上。本文系统综述了用于 WS-CP 生物功能化的主要合成化学...
为实现更高整流度，离子二极管需要可控的几何不对称结构，但传统制备工艺难以实现。本文提出一种基于不对称纳米通道网络膜（NCNM）的双极离子二极管，通过双极表面电荷协同与微通道几何优化，在实验和多物理场数值模拟中实现约1600的最高整流度。正向偏压下，阳离子选择性NCNM（CS-NCNM）与阴离子选择性NCNM（AS-NCNM）之间的异...
光纤已被广泛用于探测温度、pH、吸收和散射等多种组织或样品特性。将不同传感与成像模式集成于单根光纤中，可在保持光纤探头紧凑性的同时提高检测灵敏度。双包层光纤（DCF）具有芯和内包层两个同心导光区：芯通常支持单模传播，内包层可支持多模传播，因此能够同时承载单模与多模光信号，特别适合多模态生物传感与成像。本文对 DCF 如何用于组合多种...
本文报道了一种通过一锅水热法快速、简便合成的铜掺杂碳点（Cu-CDs），用于焦磷酸根离子（PPi）和 pH 的双重选择性检测。所得 Cu-CDs 平均粒径约 2.55 nm，具有激发无关荧光发射，并含有羧基和氨基等表面功能基团，可作为基于表面钝化机制的荧光纳米探针。在优化条件下，Cu-CDs 对 PPi 的荧光响应在 0.05–20...
本文开发了一种简便、灵敏且选择性的荧光纳米传感器用于检测谷胱甘肽（GSH）。通过微波辅助热解法合成高量子产率碳点（Cdots），并用水热法制备不同形貌二氧化锰（MnO2）纳米结构。比较Cdots@MnO2纳米结构生物传感器的光物理性质发现，荧光猝灭（turn-off）、量子产率、电子转移速率和平均寿命均随MnO2形貌变化。作者制备了...