Electrospun nanofiber-based glucose sensors for glucose detection.
糖尿病是一种慢性全身性代谢疾病，可导致多种并发症甚至死亡，全球患者数量逐年增加。传感器在生物医学器械发展中具有重要作用，开发高效、稳定、低成本的葡萄糖传感器用于连续监测血糖水平，可为糖尿病预防与诊断提供可靠数据，因而受到广泛关注。静电纺丝纳米纤维是一类新型功能纳米复合材料，在高水平生物传感方面表现出优异能力。本文综述了基于静电纺丝纳...
Terahertz Asymmetric S-Shaped Complementary Metasurface Biosensor for Glucose Concentration.
本文提出一种自由站立太赫兹超表面生物传感器，基于法向入射透射模式下的非对称 S 形互补谐振器。每个超表面单元由两个镜像 S 形槽臂构成，通过改变其中一臂尺寸调节几何非对称性，从而激发非对称准束缚态在连续谱（quasi-BIC）共振，实现强场限制，有利于生物传感。作者考察了该结构作为葡萄糖浓度传感器的性能，检测范围覆盖 54–342 ...
Generalized Analytical Model for Enzymatic BioFET Transistors.
能够模拟酶生物传感器与金属氧化物半导体（MOS）或任意场效应晶体管（FET）换能器之间功能及相互作用的软件工具目前存在市场空白；酶-FET（Enzyme-FET）生物器件无法用 Atlas 或同类软件模拟。本文针对酶块与 FET 在生物传感器中的耦合关系建立解析模型。第一块以生物分析物浓度为输入信号，以酶反应产生的离子浓度为输出信号...
Engineering exposed vertical nano-TiO
在光电化学（PEC）酶生物传感器领域，构建高效光电极至关重要，其中光生载流子复合是影响性能的重要因素。为提高光生载流子分离效率，本文通过水热法和溶剂热法制备了二氧化钛（TiO2）纳米片/氧化碘化铋（BiOI）纳米片/葡萄糖氧化酶（GOx）复合光电极。高比例暴露(001)晶面的单晶锐钛矿 TiO2 纳米片因晶面间异质结而具有更好的光生...
High-Property Refractive Index and Bio-Sensing Dual-Purpose Sensor Based on SPPs.
基于表面等离子体极化激元（SPPs）设计了一种高性能等离子体共振传感结构，由两条金属-绝缘体-金属（MIM）波导与一个横向梯形纳米腔（TLSNC）耦合构成。采用多模干涉耦合模理论（MICMT）分析其传输特性，并用有限元分析（FEA）进行模拟，同时考察不同结构参数对性能的影响。结果表明，该结构在传输光谱中呈现四个高品质共振峰，最高折射...
Fabry-Perot Interferometer Based on a Fiber-Tip Fixed-Supported Bridge for Fast Glucose Concentration Measurement.
血糖浓度是维持人体和动物代谢稳态的重要指标，糖尿病患者常需每日监测，给社区医院和家庭医疗带来负担。光纤传感器因结构紧凑、响应快、灵敏度高、成本低且操作简便，在生物医学检测中应用广泛。本文构建了一种基于光纤端固定支撑桥的法布里-珀罗（FP）腔生物传感器，用于快速检测血清中的葡萄糖浓度。利用飞秒激光双光子聚合微加工技术，在单模光纤端面打...
Sugar Shock: Probing
本研究报道了一种基于 luxABCDE 改造的化脓性链球菌 Xen20（Strep. Xen20）的生物发光全细胞传感器，用于实时探测其中心代谢对环境刺激的响应。作者将 Strep. Xen20 的发光与其从头合成荧光素酶底物的能力相关联，并通过不同环境触发下的产光速率评估代谢状态。结果表明，lux 操纵子受肌醇 iolE 启动子调...
Metal-Organic Enzyme Nanogels as Nanointegrated Self-Reporting Chemobiosensors.
本文提出一种基于精细调控化学酶纳米杂化体系的荧光葡萄糖生物传感器。作者将经过工程化改造的葡萄糖氧化酶与具有光学响应性的聚合物纳米凝胶整合到同一实体中，从而制备出一种高效的葡萄糖化学生物传感器。该体系的光学响应性是通过在预活化的聚合物水凝胶中负载荧光镧系元素铈(III)阳离子而实现的。对这种生物材料响应性的系统研究揭示了铈镧系离子的氧...
Construction of liquid metal-based soft microfluidic sensors via soft lithography.
液态金属（LM）因兼具高导电性与可变形性，可集成于微流控通道中，为软微流控电子提供新可能，但将其图案化到微流控通道通常需要选择性表面润湿或复杂工艺。本文提出一种基于软光刻的液态金属图案化方法，无需表面修饰、大型设备和复杂流程，即可在软弹性体上制备软微流控传感器。该方法利用界面氢键与表面张力，将液态金属图案从液态金属印章转移到可固化弹...
The Impact of Glucose Oxidase Immobilization on Dendritic Gold Nanostructures on the Performance of Glucose Biosensors.
为监测患者血糖，本研究制备了基于石墨棒（GR）电极的电化学葡萄糖生物传感器，电极表面电化学修饰树枝状金纳米结构（DGNs）并固定葡萄糖氧化酶（GOx），以吩嗪甲磺酸盐（PMS）为可溶性氧化还原介质。比较了三种GOx固定化方法：吸附于DGNs并用戊二醛（GA）蒸气交联（GA-GOx/DGNs/GR）、共价固定于11-巯基十一酸自组装单...
Multimode Fano Resonances Sensing Based on a Non-Through MIM Waveguide with a Square Split-Ring Resonance Cavity.
本文报道了一种可激发五重Fano共振的非贯通金属-绝缘体-金属（MIM）波导结构。该结构由方形开环谐振器（SSRC）与总线波导组成，Fano共振来源于SSRC激发的窄带离散态与总线波导激发的宽带连续态之间的相互干涉。采用有限元方法（FEM）对结构传输特性和磁场强度分布进行了详细分析，结果表明通过调节SSRC的开口宽度、方向等几何参数...
Recent Advancement in Biofluid-Based Glucose Sensors Using Invasive, Minimally Invasive, and Non-Invasive Technologies: A Review.
生物传感器凭借其便携、低成本和操作简便等优势，正在快速推动医学诊断市场增长。糖尿病以体内葡萄糖水平升高为特征，已成为全球主要致死疾病之一；虽然目前尚无根治手段，但通过持续监测和规范用药可降低并发症风险。人体血液、汗液、尿液、组织间液、泪液、呼气和唾液中均可检测到葡萄糖或其相关代谢标志物，并与血糖水平存在一定相关性。近十年来，面向连续...
A Photoelectrochemical Platform Based on Polyaniline-Modified Titanium Dioxide Facet Heterostructure.
本文报道了一种基于聚苯胺（PANI）修饰二氧化钛晶面异质结（FH-TiO2）的光电化学生物传感器，用于葡萄糖检测。该电极由金红石二氧化钛纳米棒（TiO2 NRs）上组装超薄二氧化钛纳米片构成，实验表明纳米片主要暴露(101)或(111)晶面。理论计算证明，(111)晶面导带底比(101)晶面低0.15 eV，因此材料受光激发后，光生...
Creating hot spots within air for better sensitivity through design of oblique-wire-bundle metamaterial perfect absorbers.
为提升生物传感器灵敏度，本文设计了一种斜置平面超材料完美吸收体（MPA），使电磁热点集中于斜置平面与连续接地金属之间的空气区域，从而让被测物与热点充分相互作用。仿真表明，斜置平面MPA的灵敏度可达1049 nm/RIU。作者采用电子束光刻制备种子层，并在沉积过程中倾斜样品，获得斜置平面结构；考虑实际沉积中多个斜置平面的随机性，将上谐...
Electrochemical Sensing of Glucose Using Glucose Oxidase/PEDOT:4-Sulfocalix [4]arene/MXene Composite Modified Electrode.
葡萄糖是食品和生物样品中重要的单糖，也是脑和身体的主要能量来源，因此准确监测其浓度对维持健康生活方式具有重要意义。本文构建了一种电化学葡萄糖生物传感器，将葡萄糖氧化酶（GOX）固定于聚(3,4-乙烯二氧噻吩):4-磺化杯[4]芳烃（PEDOT:SCX）/MXene 修饰电极上。首先以 SCX 为反离子，通过化学氧化法合成 PEDOT...
Modification of thermally expanded graphite and its effect on the properties of the amperometric biosensor.
本研究考察了基于改性热膨胀石墨（TEGM）的新型纳米材料生物传感器的性质，重点探讨对热膨胀石墨（TEG）进行额外热膨胀处理是否会影响基于醋酸菌 Gluconobacter oxydans 膜分级的生物传感器的电化学性能。研究采用拉曼光谱、扫描电子显微镜和电化学分析。拉曼光谱表明，TEGM 形成后材料分层为更小颗粒，层状结构更有序，且...
Discovery of Thermostable, Fluorescently Responsive Glucose Biosensors by Structure-Assisted Function Extrapolation.
从序列准确预测蛋白功能仍具挑战。周质结合蛋白（PBP）超家族在细菌中普遍存在，并常通过基因重复产生大量旁系同源物，使功能预测困难。工程化大肠杆菌葡萄糖/半乳糖结合蛋白（ecGBP）已作为无试剂荧光传感器在体外和体内用于葡萄糖检测。为开发更稳健的传感器，本文报道发现保留葡萄糖介导构象耦合荧光响应的热稳定同源物。作者提出基于结构的结构辅...
Versatile potentiometric metabolite sensing without dioxygen interference.
电化学生物传感器长期以安培法和伏安法为主，但其信号强烈依赖电极尺寸。开路电位法因测量电流极小、对电极尺寸不敏感、抗干扰强、易于微型化和寿命长而成为替代方案。本文报道一种第二代开路电位生物传感器，采用戊二醛交联的改性壳聚糖水凝胶包埋脱氢酶或过氧化物酶，并将电子介体共价引入壳聚糖骨架。当分析物存在时，酶催化氧化或还原介体，改变水凝胶内介...
Bio-electron transfer modulated localized surface plasmon resonance biosensing with charge density monitoring.
分析生物反应界面不同区域的反应物，对研究界面条件如何影响生物反应具有重要意义。本研究提出一种基于生物电子转移调制等离子体共振的局域表面等离子共振（LSPR）生物传感平台，用于局部电荷密度监测和相应分析物检测。作者合成了聚苯胺包覆金纳米颗粒核壳纳米复合材料（AuNPs@PANI），以增强等离子体共振对外加电位的灵敏度。将该纳米复合材料...
Photoelectrochemical Enzyme Biosensor Based on TiO
尽管可见光激发的光电化学（PEC）酶生物传感器具有实用价值，但现有光活性基底可见光响应弱限制了其发展。本文通过水热合成和光聚合制备了 TiO2 纳米棒（NRs）/TiO2 量子点（QDs）/聚多巴胺（PDA）/葡萄糖氧化酶（GOx）纳米复合光电电极。TiO2 QDs 具有强光吸收和优异光催化活性，被引入 TiO2 NRs 与 PDA...