食品安全威胁与高性能分析方法不足推动病原菌生物传感器发展。本研究提出一种病原菌生物传感系统，以新型三维（3D）多通道芯片作为分析载体，并利用DNA编程杂交链反应（HCR）实现信号放大。该3D芯片具有紧凑多通道结构，可提供较大比表面积，同时集成目标捕获、分离、冲洗和信号检测功能，从而简化分析流程。HCR通过驱动荧光基团聚合形成两种信号...
比色检测因成本低、操作简便而广泛应用于日常生活，但现有比色生物传感器多依赖单一颜色变化，多重检测能力受限。本文首次提出一种 pH 分辨比色生物传感器，用于同时检测赭曲霉毒素A（OTA）、黄曲霉毒素B1（AFB1）、伏马毒素B1（FB1）和微囊藻毒素-LR（MC-LR）四种靶标。该传感器以四种变色染料作为信号指示剂，并引入 pH 作为...
本文提出一种基于DNA三角锥台纳米结构（TPFDNA）的电化学开关策略，用于灵敏测定金黄色葡萄球菌肠毒素B（SEB）。TPFDNA由三条巯基化探针、一条辅助探针和一条抗SEB适配体组成，并自组装于金电极表面，SEB适配体位于结构顶部。由于三维TPFDNA形成双电层屏障，限制六氰合铁酸盐（Fe(CN)6^3-/4-）接近电极，电子转移...
本文提出一种筛选克伦特罗（CBL）特异性适配体的多技术组合策略。以固定化单链DNA（ssDNA）文库为基础，采用指数富集系统进化（SELEX）筛选适配体，并用实时定量PCR（Q-PCR）监测富集进程；富集文库经高通量测序获得候选序列。随后利用金纳米粒子（AuNPs）比色生物传感器对候选适配体进行初步活性鉴定，并通过圆二色光谱（CD）...
生物传感器是具有生物识别元件和换能器的强效诊断工具，前者赋予分析物特异性，后者产生可量化信号。不同生物识别元件具有各自独特的结构与结合机制，其优缺点会显著影响传感器的灵敏度、选择性、重现性和可重复使用性。本文综述了抗体、酶、核酸、适配体、分子印迹聚合物等常见生物识别元件的基本特征，并讨论它们在传感器初步设计阶段的选择依据。作者强调，...
本文报道一种基于单链DNA与质量标签对金纳米颗粒表面竞争非共价相互作用的新型生物传感器平台，用于高灵敏检测前列腺特异性抗原（PSA）。该平台利用PSA适配体（AptPSA）非共价吸附于柠檬酸稳定的13 nm金纳米颗粒（AuNPs）表面，形成AptPSA–AuNP复合物；加入PSA后，适配体与PSA发生特异性结合并从AuNP表面释放，...
本文报道了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）的甲基安非他明（MAMP）灵敏检测生物传感策略。该策略利用4-巯基苯甲酸（4-MBA）标记的Au@Ag核壳纳米粒子之间的间距变化实现信号放大。作者采用种子生长法合成Au@Ag核壳纳米粒子，并通过SEM、TEM和紫外-可见光谱对其形貌与光学性质进行表征。所得Au@Ag粒径均一、分散性良好，...
本研究提出一种基于磁分离的多重系统进化指数富集（SELEX）策略，用于同时筛选针对三种海洋生物毒素——膝孔酸（DA）、石房蛤毒素（STX）和河豚毒素（TTX）的单链DNA适配体。作者制备了磁性还原氧化石墨烯（MRGO），利用其对未结合单链DNA的吸附作用简化分离步骤。经过前12轮混合目标筛选和随后4轮单目标筛选，对三个富集ssDNA...
本文报道了一种基于适配体和磁性纳米粒子（MNPs）的共振光散射（RLS）适体传感器，用于测定尿液中的 8-羟基-2′-脱氧鸟苷（8-OHdG）。MNPs 作为 RLS 探针，表面固定生物素化探针 DNA 后 RLS 信号较低；当探针 DNA 与 8-OHdG 适配体部分杂交形成三明治结构时，MNPs 聚集，RLS 强度显著增强。8-...
致病性大肠杆菌（E. coli）广泛存在于自然界，并严重威胁人类健康。传统菌落计数法耗时长，不适合快速检测，因此亟需提高检测效率与灵敏度的新策略。适配体因具有极高亲和力和特异性，已广泛用于各类传感器，并在致病性大肠杆菌快速检测中取得成功应用。本文综述了用于大肠杆菌的适配体筛选最新进展，以及适配体生物传感器的制备与应用，重点介绍光学传...
生物传感器正在推动分析检测领域的重要进展，并与合成生物学的发展相互促进。生物传感器能够快速、特异性地检测多种分子，在工业、医学、生态和科学研究中具有广泛应用。生物传感器设计方法与其应用一样多样，主要类别包括核酸、蛋白质和转录因子。每一类传感器都依据目标应用和最佳性能参数具有不同优势与局限。具体而言，传感器设计必须考虑配体特异性、灵敏...
N-羟乙酰神经氨酸（Neu5Gc）是一类健康人通常不能合成、但可在部分内脏癌细胞中检出的唾液酸，作为新型肿瘤标志物，其在患者血清和尿液中的水平变化可能与疾病进展相关，因此测定 Neu5Gc 有助于评估治疗效果。本文开发了一种基于适配体-纳米颗粒的免疫层析试纸条，用于 Neu5Gc 的快速视觉检测。该方法利用 SELEX 筛选得到的靶...
本文报道了一种由末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）启动的片上信号放大方案，用于蛋白的高灵敏荧光检测。研究设计两种凝血酶结合适配体，通过形成三明治结构提高特异性。首先将氨基修饰适配体 TBA29 固定于硅芯片表面；捕获凝血酶后，第二种适配体 TBA15 结合到凝血酶的第二个结合位点，使 TBA15 的 3'端暴露于芯片表面。随后，在 Td...
本研究开发了一种新型无标记光学适配体传感器，用于霉菌毒素检测。作者首次将全内反射椭偏法（TIRE）与纳米结构金膜中的局域表面等离子共振（LSPR）现象相结合，在直接检测格式中利用固定于金表面的特异性适配体检测黄曲霉毒素B1（AFT B1）和M1（AFT M1）。该方法可在100 ng/mL至0.01 ng/mL的宽浓度范围内检测低分...
DNA 具有明确且可设计的序列识别能力，可作为分子识别元件用于构建简单、快速、灵敏的生物传感器，检测小分子、蛋白质、无机离子和小有机分子等目标物。表面等离子共振（SPR）生物传感器是一种实时、无标记的光学检测工具，通过监测贵金属表面附近折射率的微小变化来表征生物分子相互作用。本文系统而批判性地综述了基于 DNA 的 SPR 生物传感...
本文开发了一种无标记、无酶、无修饰且无需DNA提取的荧光适配体传感（LEFA）方法，用于检测活的大肠杆菌O157:H7。该方法基于G-四链体形成，采用两个巧妙设计的发夹探针GHP1和GHP2。当存在大肠杆菌O157:H7时，适配体优先与目标菌结合，释放单链启动序列IS；IS引发GHP1与GHP2之间的toehold链置换反应，并循环...
随着水法规日益严格以及漏检水污染物可能带来严重后果，过去十年开发用于水中藻毒素检测的电化学生物传感器受到广泛关注，相关期刊论文由2009年前的2篇增至2009—2018年的24篇。本综述总结了利用电化学生物传感技术成功检测水中藻毒素的最新进展。已有研究在真实环境水样中取得令人满意的检测回收率，并表现出良好的传感器重复性与重现性，部分...
生物传感中的许多挑战源于传感器表面纳米结构（包括生物受体精确密度与取向）未被完全理解。本文引入三维DNA折纸作为生物受体载体，以纳米尺度精度功能化光纤表面等离子共振（FO-SPR）传感器。基于24螺旋束，设计两种不同DNA折纸结构，将凝血酶特异性适配体以不同密度和距离（27和113 nm）定位在FO-SPR表面。基于折纸的生物传感器...
在复杂介质中准确检测蛋白生物标志物仍面临非特异性吸附和生物污损的严重挑战，兼具高灵敏度与抗污能力的传感界面具有重要需求。本文构建了一种能够灵敏检测生物样品中免疫球蛋白E（IgE）的抗污传感界面。该传感界面通过两性离子肽和IgE适配体在大孔金基底上的自组装制备；其中大孔金基底借助自组装于玻璃碳电极上的多层聚苯乙烯纳米球模板，经电化学沉...
将 DNA 与脂质体界面化，已产生多种可编程软材料、器件和药物递送载体。通过调控脂质体组成，可系统改变双分子层流动性、脂质域形成和表面电荷。DNA 研究不仅发展出复杂纳米结构，还赋予配体结合与催化等新功能。对非阳离子脂质体而言，DNA 通常通过共价连接疏水或脂质基团而插入脂质膜。本文讨论 DNA 与非阳离子脂质体之间形成的基本生物界...