Structure-Based Understanding of Cu
铜离子在生物系统中具有多种重要功能，但失衡或过量积累可引发毒性，并造成农业与生态问题，因此准确检测 Cu2+ 对医学诊断和环境监测至关重要。荧光蛋白（FP）因生物相容性好、可遗传编码且对金属离子具有特异性响应，被提出用于金属离子检测。多种 FP 的荧光发射可被 Cu2+ 可逆猝灭，显示其作为 Cu2+ 响应型生物传感器的潜力。为开发...
Interactions of the Cocaine and Quinine Aptamer with Gold Nanoparticles under the Dilute Biosensor and Concentrated NMR Conditions.
可卡因适配体后来被发现能以更高亲和力结合奎宁。本研究采用荧光标记的 MN4 适配体，研究其被金纳米粒子（AuNPs）吸附后，再被未标记适配体和奎宁置换的过程。未洗涤时，4000 倍过量游离 MN4 可置换约 14% 的预吸附 FAM-MN4；洗涤后未观察到置换，说明洗涤去除了弱吸附适配体。此前 NMR 实验通过直接混合 AuNPs ...
State-of-the-art progress of switch fluorescence biosensors based on metal-organic frameworks and nucleic acids.
金属有机框架（MOFs）因比表面积大、孔隙率高、结构可调，在传感分析领域受到广泛关注。近年来，MOFs 作为高效荧光猝灭剂被深入研究；其对荧光标记核酸等特异性生物识别分子的荧光猝灭效率高，可用于构建低背景信号的开关荧光生物传感器。这类策略使生物传感器具有特异性强、操作简便、成本低廉、超灵敏、快速及多目标检测等优势。目前，基于 MOF...
Metal-organic frameworks for virus detection.
病毒严重威胁人类生命健康，病毒检测对防治相关疾病至关重要。金属有机框架（MOF）是由金属簇与有机配体桥接形成的新型杂化多孔材料，因高比表面积、可调孔径、易功能化等优异性质，成为病毒检测的有前景生物传感器平台。然而，基于 MOF 的病毒检测传感平台尚缺乏系统总结。本综述将检测平台系统划分为核酸检测和免疫检测（抗原与抗体检测），并阐释其...
Recent Developments of Carbon Dots in Biosensing: A Review.
疾病早期诊断对提高治愈率、降低治疗成本具有重要意义，因此发展快速、灵敏、可靠的生物传感技术至关重要。多种纳米材料已被用于提升生物传感器性能，其中碳点(CDs)因优异的光学、电化学性质、低毒性和生物相容性而备受关注。本综述系统总结了碳点基生物传感器的最新进展。首先，按传感策略对生物传感器进行分类，并详细阐述碳点在其中的作用；其次，重点...
Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides: Synthesis, Biomedical Applications and Biosafety Evaluation.
近年来，二维过渡金属二硫化物（2D TMDCs）在众多领域受到关注。2D TMDCs 独特且多样的电子结构和超薄片层结构，使其有机会超越石墨烯等其他二维纳米材料，并拓展无机二维纳米材料在多个领域的应用。为了更好地理解 2D TMDCs，需要了解其合成与修饰方法，以及潜在应用和可能的生物毒性。本文综述了 2D TMDCs 的最新研究进...
Recent progress and prospects of alkaline phosphatase biosensor based on fluorescence strategy.
碱性磷酸酶（ALP）是一种广泛存在于生物组织中的膜结合酶，其血清水平异常常与肝胆阻塞、白血病、淋巴瘤、骨肿瘤、骨软化症、糖尿病等疾病相关，因此是临床诊断的重要生物标志物。为满足精准医学对疾病早期、定量和个体化诊断的需求，研究者发展了多种 ALP 检测策略。本文综述了基于荧光策略检测 ALP 的研究进展与基本原理，重点比较了荧光“关闭...
Length-Dependent Diblock DNA with Poly-cytosine (Poly-C) as High-Affinity Anchors on Graphene Oxide.
DNA 功能化氧化石墨烯（GO）是生物传感器开发和定向材料组装中的常用体系。与共价连接相比，DNA 的物理吸附更常用，因此具有强 GO 亲和性的 DNA 序列非常理想。近期研究发现多聚胞嘧啶（poly-C）DNA 可强烈吸附于包括 GO 在内的多种常见纳米材料。为确定 poly-C DNA 的最佳长度，本文设计了一系列含 0 至 3...
Tunable fluorescence quenching near the graphene-aqueous interface.
随着石墨烯基生物分子传感器受到关注，我们研究了离子强度对吸附在二氧化硅支持的原生CVD石墨烯上蛋白质荧光素标记稳态发射的影响。以荧光素标记纤维蛋白原为模型体系，发现吸附态FITC-纤维蛋白原的发射强度对盐浓度高度敏感，而溶液中的FITC-纤维蛋白原无此行为。结果表明，该体系中荧光素“猝灭”源于其pH敏感性：盐浓度改变使近表面荧光素经...
Fluorescent biosensors enabled by graphene and graphene oxide.
近十年来，石墨烯（graphene）和氧化石墨烯（GO）因可功能化、高比表面积及独特物理电学性质，在能源、生物传感和生物医学诊疗中受到广泛关注。基于其荧光猝灭特性的荧光生物传感器尤其重要：荧光标记探针（如分子信标、适配体、DNAzyme等）吸附到石墨烯/GO表面后荧光被猝灭；当靶标存在时，探针与靶标强相互作用并从表面脱附，产生显著荧...
Gold-based hybrid nanomaterials for biosensing and molecular diagnostic applications.
金纳米材料因具有特定波长光吸收、高电导率、丰富表面电子以及易于巯基表面修饰等独特物理化学性质，受到广泛关注。这些性质使其能够与荧光染料、聚合物、寡核苷酸、氧化石墨烯(GO)和量子点(QD)等合成材料结合，形成用于生物传感器和分子诊断的多功能杂化系统。此类金基杂化纳米材料在分子检测中兼具高特异性和高灵敏度，可缩短检测时间并降低检测限，...
Isolation of soluble scFv antibody fragments specific for small biomarker molecule, L-Carnitine, using phage display.
本研究利用迭代亲和选择，从 Tomlinson I+J 噬菌体展示库中分离出特异性结合小分子生物标志物 L-肉碱（L-Carnitine）的单链抗体片段（scFv）克隆。L-肉碱是人类的条件必需营养素，尿液中异常升高与 2 型糖尿病、肺癌等疾病相关。ELISA 亲和表征显示，筛选得到的结合物在关键生物选择材料和密切相关 L-肉碱衍生...
Biosensing with Förster Resonance Energy Transfer Coupling between Fluorophores and Nanocarbon Allotropes.
碳同素异形体（NCA）包括零维碳点（CDs）、一维碳纳米管（CNTs）和二维石墨烯，具有独特电/热导率、生物相容性和高猝灭效率等优异材料特性，使其适用于电学/电化学与光学传感器/生物传感器。特别是这些特性被用于显著增强基于Förster共振能量转移（FRET）的荧光生物传感中对生物识别事件的转换。本综述分析利用石墨烯、CNTs或CD...
Carbon nanotubes as optical biomedical sensors.
生物传感器是生物医学研究和现代医疗的重要工具，未来个性化医疗、即时检测设备和低成本诊断需求将进一步提升其重要性。传感技术的进步常由新材料推动，纳米材料已被广泛用于构建高灵敏、高选择性传感器。碳纳米管（CNT）因独特的电子和光学性质，成为极具前景的生物传感器构建模块。碳纳米管可视为卷曲的石墨烯单层圆柱，可通过化学修饰实现与生物分子的选...
Attaching DNA to nanoceria: regulating oxidase activity and fluorescence quenching.
氧化铈纳米颗粒（nanoceria）因具有类氧化酶活性而成为纳米酶研究热点。本文系统研究了nanoceria的若干关键界面性质。首先，nanoceria表面电荷不仅可通过pH调节，还可被简单无机阴离子吸附调控；磷酸盐和柠檬酸盐吸附后，可在宽pH范围内使颗粒表面保持负电。其次，nanoceria可通过DNA磷酸骨架以序列无关方式吸附D...
A new helicase assay based on graphene oxide for anti-viral drug development.
氧化石墨烯（GO）因独特的物理化学性质、良好生物相容性和强荧光猝灭能力，在生物传感与药物递送领域受到关注。本文综述了基于GO的生物传感器研究进展，重点介绍一种新型解旋酶活性检测平台——GO解旋酶活性检测法（GOHA）。该平台利用GO对单链DNA（ssDNA）优先于双链DNA（dsDNA）的吸附特性，以及GO对DNA偶联荧光染料的猝灭...
Adsorption of DNA onto gold nanoparticles and graphene oxide: surface science and applications.
DNA与无机表面的相互作用受到广泛关注，因为深入理解其吸附与脱附对DNA微阵列优化、生物传感器开发和纳米颗粒功能化至关重要。金因独特光学与电学性质成为常用表面。多种表面科学工具表明，巯基化DNA不仅通过巯基，也可通过碱基与金相互作用。既往研究多集中于平面金，但所得结论未必适用于金纳米颗粒(AuNPs)：DNA吸附亲和力随AuNP尺寸...
Graphene and graphene oxide: biofunctionalization and applications in biotechnology.
石墨烯是零维富勒烯、一维碳纳米管和三维石墨的基本构建单元。石墨烯具有独特的平面结构以及新颖的电子性质，因而受到科学家的广泛关注。本综述选择性分析了石墨烯生物应用领域的当前进展。特别是，详细总结了用于生物应用的石墨烯生物功能化、利用石墨烯或石墨烯基纳米材料开发基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器，以及石墨烯或石墨烯基纳米材料在...