本文报道了一种基于背散射干涉仪（BSI）的向列液晶（NLC）生物传感器定量检测技术。传统液晶生物传感器多依赖偏振光学显微镜下的织构变化进行定性判断，而该方法通过激光干涉实现定量读出。传感器由十八烷基三氯硅烷（OTS）修饰的方形玻璃毛细管构成，管内填充室温向列液晶 4-氰基-4'-戊基联苯（5CB）。在液晶/水界面自组装两亲性嵌段共聚...
开发了一种由氧化铈纳米颗粒（纳米氧化铈，nanoceria）与氧化酶共同包埋于琼脂糖凝胶中形成的复合体系，用于无试剂比色检测生物重要靶分子。固定于琼脂糖基质中的氧化酶催化靶分子氧化生成过氧化氢（H2O2），进而诱导纳米氧化铈物理化学性质变化，使其颜色由白色/浅黄色变为深黄色/浅橙色，无需额外比色底物。利用包埋于琼脂糖凝胶中纳米氧化铈...
二维（2D）生物电子学是融合二维纳米材料与纳米生物技术优势的新兴研究领域。由于层状二维材料具有高电荷密度、大比表面积、优异电子迁移率、便捷电子传输、较大带隙和易于杂化等物理化学性质，有望成为构建高灵敏、高选择性新型生物器件的通用工具，为能源、医疗和环境等关键问题提供独特优势。当前二维生物电子学研究聚焦于开发简便、低成本生物器件，同时...
构建新型无酶仿生催化剂对提高生物传感器灵敏度具有重要意义。本文报道了二硫化钼/氧化石墨烯（MoS2/GO）杂化材料固有的过氧化物酶样活性，并将其用于高灵敏度葡萄糖检测。首先，将杂化材料的过氧化物酶样活性与两种单一组分、简单混合物及辣根过氧化物酶（HRP）进行比较，结果表明杂化材料催化活性最高，其米氏常数比 HRP 低 4.35 倍，...
本文报道了一种通过电位振荡电沉积在氟掺杂氧化锡（FTO）基底上制备 Cu/Cu2O 纳米杂化电催化剂的方法。高分辨透射电镜显示 Cu 与 Cu2O 在复合材料中均匀分布，形成金属/金属氧化物纳米杂化结构。由于 Cu 与 Cu2O 的协同作用，该杂化材料相比纯 Cu2O 具有更低的电阻率和更强的葡萄糖电催化氧化活性，表现为更低的氧化过...
本文通过简便、快速且温和的微波辅助方法，制备了一种新型氧化铜（CuO）颗粒/还原氧化石墨烯（r-GO）修饰电极。扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、Brunauer-Emmett-Teller（BET）比表面积测试和 X 射线衍射（XRD）结果表明，所得 CuO/r-GO 复合材料具有多孔三维红毛丹样微结构，比表面积...
本研究通过丝网印刷定制耐应力油墨，制备了高可拉伸纺织基生物燃料电池（BFC），作为高效自供电传感器。得益于纳米材料工程油墨与蛇形电极设计的协同作用，这些可打印生物电子器件可承受拉伸、压痕和扭转等严重机械形变。单酶、无膜构型的葡萄糖和乳酸 BFC 分别产生最大功率密度 160 和 250 mW cm−2，开路电压分别为 0.44 和 ...
将功能分子引入磁性氧化铁纳米颗粒表面对生物传感、催化、药物递送和分离具有重要意义。以往方法多依赖物理吸附或共价偶联表面配体，配体负载量有限。本文报道了在氧化铁纳米颗粒种子表面原位生长核苷酸配位聚合物壳层的新策略，该壳层可视为形成完整包覆壳层的一种特殊吸附形式。在测试的金属离子中，Fe3+ 对该种子生长效率最高。壳层可包埋多种客体分子...
为便捷获得结构可控、具有独特电子转移性能的一维二氧化锰（MnO2）纳米线，作者利用基因工程M13噬菌体作为生物模板，在丝状噬菌体支架中通过碱性溶液中Mn2+的自发氧化实现MnO2晶体的精确成核与生长。研究发现，纳米线形貌可由M13突变体表面电荷调控：MnO2晶体均匀分布在带负电的四谷氨酸融合噬菌体M13-E4表面，而弱负电野生型和带...
葡萄糖的超灵敏、快速准确监测对代谢诊断、细胞培养和微生物发酵过程具有重要意义。将酶包埋于功能基质中是构建高灵敏葡萄糖响应体系的可行策略。本研究以约40 nm二氧化硅纳米球为核，通过表面引发可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合制备三维聚丙烯酸（PAA）刷-纳米球形二氧化硅（PAA-nano silica）材料，其PAA刷厚度约20 n...
本文报道了特定合成碳纳米点（CDs）的光学性质及其用于光学生物传感器开发的适用性。作者考察了这些 CDs 在不同条件下、天然状态以及与催化蛋白葡萄糖氧化酶（GOx）偶联构建光学葡萄糖生物传感器时的光致发光行为，并研究了 pH 和过氧化氢（H2O2）对光谱的影响，以此作为生物传感器开发的基础。所研究的 CDs 具有固有的表面氨基和羧基...
肿瘤异质性使癌症难以治疗。许多小分子抗癌药靶向肿瘤外周快速增殖细胞，但难以深入肿瘤内部，无法有效治疗整个肿瘤。能够深入肿瘤并识别代谢活性的药物载体，可依据局部微环境向相应区域递送治疗。我们假设葡萄糖感知细菌可识别实体瘤中的糖浓度梯度。为此，设计遗传回路，通过趋化-渗透压融合蛋白 Trz1（葡萄糖和核糖受体）触发绿色荧光蛋白（GFP）...
电化学传感器是快速检测临床标本生物标志物的有力分析工具。多数电化学传感器制备在刚性基底上，而低成本柔性材料上的传感器在资源有限场景的即时检测中需求日益增长。本文报道了一种独特的刺绣电化学传感器，利用刺绣电极实现快速生物分子检测。作者采用简单稳健的制备工艺，将固定有酶探针的导电线绣制在织物上，形成柔性且机械鲁棒的工作电极、对电极和参比...
氮掺杂碳点被引入作为适合酶固定化的新型基底，用于电化学检测方法。氮掺杂碳点可由聚丙烯酰胺一步合成。借助壳聚糖上的氨基，葡萄糖氧化酶通过氨基-羧基反应固定在氮掺杂碳点修饰的玻璃碳电极上。氮掺杂碳点中氮诱导的电荷离域可增强对氧气还原的电催化活性。特异性氨基-羧基反应为葡萄糖氧化酶在电极上的固定提供强而稳定的结合。所开发生物传感器在血清样...
便携式纳米颗粒增强酶传感器已成为生物医学、环境和制药领域多种分析物定性定量分析的重要器件。本章介绍一种便携式、纸基、低成本且稳健的酶生物传感器制备方法，用于检测氧化酶类酶的底物。该方法利用氧化铈（CeO2）氧化还原活性纳米颗粒作为传感平台，其颜色响应于氧化酶催化相应底物产生的过氧化氢（H2O2），从而避免常规葡萄糖氧化酶体系中需联用...
本文提出一种基于射频信号分析的基本单体生物材料诊断技术，不依赖酶或化学反应。通过检测葡萄糖和白蛋白等基础生物材料，验证了该方法的可行性。器件采用光刻工艺制备，并集成聚二甲基硅氧烷（PDMS）样品井，使其能与葡萄糖溶液产生强射频共振响应。该器件可用于葡萄糖-白蛋白混合物及人血清中葡萄糖水平的检测，能够正确识别葡萄糖浓度。其检测限约为1...
纳米结构人工酶作为天然酶的替代物在生物医学和催化应用中备受关注。本研究以氧化钴（Co3O4）纳米颗粒作为过氧化物酶模拟物，利用其催化过氧化氢（H2O2）氧化显色底物的能力，建立了一种可用于过氧化氢和葡萄糖检测的比色传感平台，并用于研究天然抗氧化剂对纳米酶过氧化物酶样活性的抑制作用。该平台可应用于实际样品中的葡萄糖检测。作者比较了没食...
葡萄糖-半乳糖结合蛋白（GGBP）被用作医学和生物过程应用中的光学生物传感器。本文研究 pH 对以 Acrylodan 标记的 GGBP-L255C 行为的影响，以寻找传感、蛋白制备、纯化和储存的最适条件。在不同缓冲液和 pH 条件下，测量了无葡萄糖和有葡萄糖时 Acrylodan-GGBP 的荧光响应，并计算了蛋白-葡萄糖结合的解...
在生物相容性单体具有 pH 和温度响应特性的应用背景下，本文考察了聚甲基丙烯酸（p-MAA）微颗粒作为酶生物传感器固定化体系。以葡萄糖氧化酶（GOx）为模型酶，研究微颗粒作为固定化基质及其在葡萄糖生物传感器中的性能。通过考察单体浓度和交联剂 N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）含量对传感器响应的影响，优化酶固定化方法；研究聚合动力学...
本文报道了一种低成本、自供电的纸基葡萄糖生物传感器。该器件以葡萄糖/氧气酶燃料电池为核心，利用电化学能量转换作为葡萄糖监测的换能机制。传感器具有三个特点：一是采用三维折纸式纸基结构，便于在纸上集成系统；二是在纸上构建空气阴极，降低制造成本并简化操作；三是采用丝网印刷的壳聚糖/葡萄糖氧化酶阳极，产生稳定电流作为葡萄糖分析信号。在 1–...