他克莫司（FK506）广泛用于预防器官移植排斥反应和治疗自身免疫病，但其在临床实际中处于低且窄的治疗浓度范围，检测困难。本文提出一种基于磁性等离子超结构–靶标–等离子超结构的夹心型表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器，用于超灵敏检测器官移植患者血液中的FK506。尖刺状Fe3O4@SiO2@Ag花状磁性超结构与空心Ag@Au超结构...
石墨烯及其衍生物因优异的光学、电学和物理性质在生物传感中具有重要潜力，尤其具有宽谱可调吸收、荧光猝灭/爆发和强偏振相关效应，可实现生物分子的非破坏性检测。本文综述了石墨烯、氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（rGO）和石墨烯量子点（GQDs）的制备方法与表面功能化策略，并总结基于石墨烯及其衍生物的光学生物传感器研究进展。文章归纳了表...
近年来，基于微针（MN）的糖尿病诊疗装置在微创可穿戴生物传感器和连续血糖监测方面取得显著进展。在这类新兴的皮肤佩戴式微针传感器中，组织间液（ISF）可作为富含生物标志物的来源，用于糖尿病诊断。早期微针装置主要关注ISF的提取，而近期研究趋势已转向开发与光学或电化学（EC）仪器耦合的体内葡萄糖传感器。本文概述了微针葡萄糖传感器的基本传...
急性心肌梗死（AMI）是主要死因之一，数十年来威胁人类生命。目前其诊断主要依赖心电图（ECG），但已被证明不足。为克服ECG局限，提出高效检测心脏生物标志物。特别是肌钙蛋白，尤其是心肌肌钙蛋白I（cTnI）和心肌肌钙蛋白T（cTnT）的测定，在心肌损伤诊断中敏感性和特异性更优。作为最危及生命的状况之一，需要快速、普适、低成本且特异灵...
自2010年以来，DNA纳米技术迅速发展，使DNA不再仅作为遗传物质，而成为构建生物传感器的新型材料。核酸探针具有与目标基因互补杂交、可形成DNAzyme、DNA连接体和适配体等多种功能结构，并可在5′或3′端引入巯基、氨基或荧光基团；通过连接体或DNA折纸还可构建多功能生物探针。与此同时，纳米材料推动了等离激元生物传感器的发展，提...
多重检测对生物标志物组合分析至关重要，但如何在单一检测区区分不同标志物信号仍具挑战。本文提出一种以拉曼报告分子（RRM）和6-氨基-1-己硫醇（6-AHT）为间隔物合成间隙增强纳米颗粒（GeNP）的新方法。GeNP具有纳米级间隙，可产生强表面增强拉曼散射（SERS）信号，并呈现可区分的特征峰。RRM与6-AHT共价连接，并在金核与金...
生物传感器是一种将生物来源的识别元件固定在换能器上，用于分析特定分析物的紧凑装置。纳米颗粒因具有独特的化学、物理、光学和电学性质，在传感器开发中应用广泛，金、银、铜等金属及金属氧化物纳米颗粒可分别作为生物分子固定基底、催化位点、电极与生物分子间的电子转移介质或反应物。微流控技术通过微米级通道操控微升级至纳升级流体，可增强流动条件与混...
近年来，纳米等离子体技术因可通过尺寸、形状和排列调控光子性质而受到广泛关注。本文提出一种基于八极框架的二维金属-聚合物杂化纳米结构，用于增强传感性能。作者通过有限差分时间域（FDTD）数值模拟与实验表征分析了其等离子体特性，证明该结构具有更高的关键品质因数：表面增强拉曼光谱（SERS）增强因子约为9×10^7，表面等离子体共振（SP...
人血清白蛋白（HSA）是具有重要生理功能的生物大分子，其水平异常与冠心病、多发性骨髓瘤、糖尿病、肾病、神经代谢障碍和肝硬化等疾病相关，因此准确定量检测HSA在生物学、分子生物学和临床医学中具有重要价值。HSA检测最早采用染料结合法和免疫法，并已进入临床应用；近年来又发展出荧光探针、纳米材料、生物传感器等多种新技术。本文系统综述了HS...
湖泊和河流在降雨不足时发生富营养化，导致蓝藻有害藻华（CyanoHABs）过度生长并产生毒素、绿潮和异味。全球变暖、气候变化以及未充分考虑环境问题的雨林和水库开发，使CyanoHABs快速扩张，成为严重问题。人类和牲畜摄入受CyanoHABs毒素污染的水会遭受严重健康问题。在CyanoHABs产生的多种毒素中，微囊藻毒素（MCs）危...
新冠疫情持续凸显快速、选择性且准确检测 SARS-CoV-2 及其变异株的需求。表面增强拉曼光谱（SERS）具有化学特异性和信号放大优势，有望用于开发比现有方法更快、更准的 SARS-CoV-2 定量检测。本文针对病毒 SERS 检测中的挑战：病毒为大型多组分物种，可产生不同 SERS 信号，样品中其他丰富生物分子也会产生干扰。为提...
基于SERS基底与抗体标记拉曼报告基团涂覆金纳米颗粒（AuNP）的三明治组合已被广泛用于生物分子的高灵敏检测，但位于SERS活性材料之间的生物分子尺寸如何决定灵敏度增强仍缺乏合适模型。本研究报道了一种间隙依赖的SERS增强模型，采用金核银壳纳米颗粒（Au@Ag core-shell NPs）二维阵列作为SERS基底，巯基苯甲酸（MB...
本文提出一种基于高密度“热点”Au@SiO2阵列基底和滚环扩增（RCA）策略的新型DNA生物传感器，用于超灵敏检测CpG DNA甲基转移酶M.SssI活性。在M.SssI存在时，双链DNA（dsDNA）被甲基化，甲基化敏感内切酶HpaII不能切割，dsDNA尾端单链与padlock DNA结合并触发RCA，在Phi29 DNA聚合酶...
等离子体纳米颗粒聚集体结或间隙中的强电磁热点可驱动表面增强光谱分子检测的超高灵敏度，但大生物分子难以进入受限热点空间。本文展示在反射性金基底上通过自组装制备金纳米颗粒簇阵列（NCAs），具有受控的颗粒间（<1 nm）和簇间（<10 nm）热点。NCAs 对表面增强拉曼（SERS）和金属增强荧光（MEF）检测中小分子或蛋白-受体相互作...
微小RNA（miRNA）是癌症检测的理想生物标志物，其异常表达与多种癌症的发生密切相关。本文以三维爆米花状金纳米薄膜作为新型表面增强拉曼散射（SERS）-电化学活性基底，并结合toehold介导链置换反应（TSDR），构建了一种用于miRNA检测的DNA分子机器。三维爆米花状空间结构可产生更多活性“热点”，从而增强SERS和电化学信...
本文报道了一种用于细胞内microRNA（miRNA）比率双光谱检测与多模态协同肿瘤治疗的智能诊疗纳米器件。该器件由Au@Cu2-xS@聚多巴胺纳米颗粒（ACSPs）和燃料DNA偶联四面体DNA纳米结构（fTDNs）组成。ACSPs兼具强表面增强拉曼散射（SERS）增强和高效荧光猝灭性能，可作为双模检测基底；fTDN辅助的三维DNA...
农药和兽药广泛用于农作物与畜禽养殖中的病虫害控制，但其残留可能危害人体健康和环境，因此需要常规监测以支撑法规制定。现有残留检测方法通常包括样品提取、净化和检测；传统样品前处理耗时长、劳动强度大、成本高，并需使用大量有毒有机溶剂，且化合物在分析前可能降解。快速、简便、廉价、有效、坚固、安全的 QuEChERS 方法已被广泛接受，但仍需...
2019冠状病毒病（COVID-19）传染性强，威胁人类健康，目前尚无特效药或疫苗，因此亟需建立快速、灵敏的早期诊断平台，以便在快速诊断后对感染者进行物理隔离。本文提出一种基于金纳米颗粒（AuNPs）的比色/表面增强拉曼散射（SERS）/荧光三模式生物传感器，可在40 min内快速、选择性检测病毒RNA。作者合成了平均粒径约17 n...
自2019年12月以来，新型冠状病毒（SARS-CoV-2）疫情迅速蔓延，准确、快速、灵敏的诊断对控制传播和降低病死率至关重要。目前用于识别SARS-CoV-2或新冠感染的方法包括胸部CT、全基因组测序以及逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）等分子方法。本文作为综述，系统讨论了当前用于SARS-CoV-2鉴定的诊断技术，重点介绍光学生...
本文提出一类分级多孔杂化材料，作为通过手性表面增强拉曼光谱（SERS）在复杂生物样品中超灵敏、选择性检测对映体药物的创新工具。分级多孔杂化薄膜由介孔等离激元金薄膜与微孔均手性金属有机框架（HMOF）复合制备。所提出的分级多孔基底由于介孔 Au 纳米结构的物理增强和 HMOF 的化学增强双重机制、HMOF 的化学识别，以及对含大分子生...