本文设计了一种刚性三维（3D）DNA“纳米保险箱”（DNB），用于封装和释放识别探针（N3），并构建电化学生物传感器，以电活性二维金属有机框架（2D MOF）纳米片作为信号标签，实现汞离子（Hg2+）的超灵敏检测。初始状态下，N3被阻断DNA（blocker）锁定在DNB的三维腔体内。加入Hg2+后，发夹探针（H）通过T–Hg2+–...
痕量抗生素的快速超灵敏检测对食品安全和公共健康至关重要。本文提出一种基于荧光染料标记适配体与高稳定性锆-卟啉金属有机框架（PCN-222）作为荧光猝灭剂的比值荧光传感策略，用于高效检测氯霉素（CAP）。PCN-222 通过 π-π 堆积、静电、氢键和配位作用强烈吸附染料标记适配体；实验与模拟证实其通过荧光共振能量转移（FRET）和光...
本研究提出一种基于二维六方氮化硼（h-BN）纳米片与等离子体银膜–硅杂化纳米结构集成的新型 Fano 共振（FR）生物传感器，以实现超高检测灵敏度。由于 h-BN 具有超低损耗的表面等离子极化激元（SPP），可作为平面光子波导（PWG）产生能级分裂。通过调节 h-BN 提供的 PWG 模与银膜–硅杂化结构中的 SPP 模之间的耦合强...
本文提出一种超灵敏电化学生物传感器，用于定量检测甲型流感病毒生物标志物DNA（fDNA）。该传感器以环介导等温扩增（LAMP）过程中产生的氢离子（LAMP-H+）诱导二聚i-motif结构（DiMS）形成作为信号转导元件，并结合外切酶III（ExoIII）辅助DNA行走实现信号双重放大。fDNA模板LAMP反应释放H+，使两条亲和链...
本文利用双足DNA walker作为信号增强器，调节猝灭剂二茂铁（Fc）和敏化剂亚甲基蓝（MB）与光活性材料PTCA之间的距离，提出一种新型“on-off-super on”光电化学（PEC）生物传感器，用于超灵敏检测凝血酶（TB）。首先，电极上的PTCA基质在电沉积金（depAu）辅助下可提供较高初始PEC信号。当标记Fc的发夹D...
智能 DNA 行走机器在生物传感中备受关注，但受限于低局部 DNA 浓度和腿 DNA 脱轨，行走效率不足。本文提出一种 Zn2+ 驱动的 DNA 滚动机器，并将其用于快速、超灵敏的电化学发光（ECL）检测 microRNA-21（miRNA-21）。首先，在 AuNP 表面修饰多条 leg DNA，与传感平台上高浓度 track D...
本文报道了一种抗体功能化液门氧化锌纳米棒场效应晶体管（FET）生物传感器，用于在血清中实现乙肝表面抗原（HBsAg）的阿托摩尔级无标记检测。该传感器采用垂直源漏电极构型，并在高频混频模式下工作，以克服生理样品中德拜屏蔽效应对大分子抗原检测的限制。垂直电极使电场线更深入地穿透氧化锌纳米棒，使表面结合事件同时改变纳米棒阈值电压和载流子迁...
汞离子（Hg2+）是一种毒性极强的环境污染物，快速高灵敏检测具有重要意义。本研究制备了一种液体栅极石墨烯场效应晶体管（GFET）阵列生物传感器，芯片上集成6×6个共源GFET，并基于单链DNA（ssDNA）适配体用于Hg2+定量检测。该传感器通过适配体与Hg2+形成T–Hg2+–T配位结构，引起石墨烯界面电荷分布变化，从而改变漏极电...
本文提出并实现了一种由两个平面波导（PWG）和少层石墨烯构成的多层结构中的Fano共振，并详细分析了石墨烯存在下两个PWG模式之间的耦合机制。结果表明，Fano共振来源于两个波导中石墨烯不同本征损耗所导致的不同品质因子；多层结构中的电场分布计算结果验证了该结论。所提出的结构可应用于超灵敏生物传感器。通过优化结构参数，获得了显著改善的...
本文提出一种基于距离控制能量转移和三维DNA行走机器网络的电化学发光生物传感器，用于超灵敏、可控地检测不同类型靶标。该传感器以AuNPs@Fe3O4为纳米载体，负载CdS:Mn量子点修饰的发夹DNA S1、抗体标记DNA W1和DNA连接链H1/H2，形成三维DNA行走机器；通过两条DNA连接链杂交构建网络，提高装载量与质量传输。初...
心肌生物标志物的敏感检测对心肌梗死（MI）临床诊断至关重要，但心肌标志物浓度极低，检测极具挑战。本文报道了一种基于光学微光纤耦合器（OMC）的无标记免疫传感器，用于超灵敏检测急性心肌梗死（AMI）的选择性高敏感标志物心肌肌钙蛋白I（cTnI）。cTnI单克隆抗体通过聚电解质层层自组装沉积技术固定在光纤表面。在折射率传感表征中，当OM...
FoF1-ATPase是一种主动旋转分子马达，每旋转一圈可合成3个ATP。在饱和底物浓度下，其转速可达约10^3 r.p.m.，因此单个马达在30分钟内可产生约10^5个ATP分子。本文构建了由FoF1-ATPase和chromatophore组成的新型纳米装置，其中chromatophore作为可光充电的“电池”，为马达提供质子动...
本文提出利用纳米环境效应显著提高免疫分析灵敏度的方法。将抗体固定在传感器表面后，界面附近形成极高局部抗体浓度（约25 mM），使抗体-抗原结合平衡向复合物形成方向移动，表观结合常数与常规ELISA不同，因此即使亲和力较弱的抗体也可高效捕获痕量抗原。作者以电容免疫传感器为例，说明在电极-溶液界面进行近表面读取可避免体相干扰。抗原结合会...
本文报道了一种基于DNAzyme和数字PCR（ddPCR）的超灵敏、绝对定量检测Cu2+的方法。作者首先阐明了DNAzyme与Cu2+的结合模型，并评估了底物上额外引物序列对切割反应的影响，从而保证定量结果不依赖标准曲线。结合模型表明，在生物传感器步骤中一个DNAzyme分子可结合一个Cu2+离子。基于该1:1结合关系，利用ddPC...
为将绿色荧光蛋白（GFP）的荧光发射与I类疏水素Vmh2的黏附能力相结合，设计了一种融合蛋白，并在毕赤酵母Pichia pastoris中异源表达。Vmh2-GFP融合蛋白被证明是研究Vmh2自组装的智能有效工具。由于两种蛋白之间通过凝血酶的特异性切割位点连接，该融合蛋白被用作凝血酶生物传感器中的活性生物元件。当目标溶液中的凝血酶特...
基于传感器的检测方法启发了将化学或物理信号转化为核酸信号，并借助合适检测工具进行定量分析的思路。为实现汞离子（Hg2+）的超灵敏且绝对定量检测，本研究将基于 T-Hg-T 错配的“开启型”生物传感器与乳液 PCR 相结合。首先优化了影响生物传感器步骤的关键参数，包括等温扩增时间和传感器寡核苷酸浓度，以获得最高效的信号转换。通过圆二色...
海洋甲藻 Alexandrium 属可产生强神经毒性麻痹性贝类毒素（PSTs），进入食物链后威胁公共健康并造成经济损失。对 Alexandrium 的直接海岸监测可提供贝类污染和消费者风险的早期预警。为此，作者开发了一种基于一次性平面波导芯片的快速、灵敏、便携且易用的检测系统。该芯片由透明基底上印刷的毒素-蛋白偶联物阵列组成，并封装...
本文报道了一种简单、稳健的荧光生物传感器，用于在复杂真实基质中超灵敏检测肉毒梭菌神经毒素A（BoNT/A）。该传感器通过超亮、光稳定的染料掺杂有机硅酸盐纳米颗粒（DOSNP）标记物与高比表面积纳米多孔有机硅酸盐（NPO）薄膜协同实现本征信号放大。直径约22 nm的DOSNP具有超过200倍游离染料的等效荧光，并与抗体偶联，平均每个抗...
我们设计了一种旋转生物传感器作为阻尼效应器，其中 F0F1-ATPase 由三磷酸腺苷（ATP）合成驱动旋转，其旋转状态以荧光强度指示；当 RNA 分子结合到旋转生物传感器上的探针时，会诱导一种阻尼效应力。我们发现，该阻尼效应可促进液相中旋转生物传感器的共振现象和能量转移过程。这一结果表明，旋转马达在振动谐波模式下工作的能力取决于环...
本文报道了一种基于纳米多孔金（NPG）电极和PdCu@碳纳米晶（CNCs）复合标签的高灵敏电化学发光（ECL）DNA生物传感器。CNCs通过石墨电氧化简便制备，表面富含羧基；NPG由银-金合金在硝酸中选择性溶银获得，具有可控三维孔道和自由支撑贵金属膜结构。以去合金化纳米多孔铜（NPC）为模板和还原剂，通过简单置换反应制备具有分级空心...