快速、简便且灵敏地分析关键蛋白对临床诊断和生物标志物检测至关重要。癌症生物标志物的临床数据有望用于早期癌症诊断，但现有分析系统难以在资源有限地区实施。纸基生物传感器因满足即时检测（PoC）设备要求而受到关注，但主要缺点是灵敏度和定量测量效率较低。本文设计了一种低成本纸基纳米传感器，采用等离子书法方法，使用装有金纳米棒（AuNR）胶体...
为提高多孔硅光学生物传感器实时检测生物分子的灵敏度，本文提出一种基于双信号光检测的非光谱多孔硅光学生物传感技术。双光检测将折射率变化检测与荧光变化检测相结合，采用量子点标记探针分子以检测靶分子。第一信号光为从多孔硅布拉格镜（PSBM）表面反射的检测光，其波长与PSBM光子带隙边缘一致；CdSe/ZnS量子点标记探针DNA后，与多孔硅...
本文理论提出一种由掺杂量子点的聚合物与多孔硅构成的一维光子晶体折射率生物传感器结构，其构型为(loss/PSi/gain)N/sample/(gain/PSi/loss)N/substrate，并基于PT对称实现共振信号放大。在PT条件下，缺陷共振峰的透射率被显著放大：样品折射率为1.350、1.390、1.392、1.395、1....
荧光偏振（FP）技术已应用于化学物质和生物分子的检测，服务于早期诊断、食品安全分析和环境监测。与传统有机染料相比，量子点等无机纳米材料具有特殊荧光性质，可提高基于FP的生物传感体系的光稳定性；金属纳米颗粒等纳米材料还可作为信号放大器，通过增大荧光团有效质量或产生金属增强荧光效应来提高FP值。本文综述了不同类别纳米材料在FP生物传感器...
抗生素广泛用于临床、农业、畜牧业和水产养殖，但残留抗生素及其代谢物可能引发过敏反应、细菌耐药和癌症风险增加，已成为全球性环境与健康挑战。因此，发展高灵敏度、高特异性且适合现场监测的抗生素检测平台具有重要意义。量子点（QDs）因荧光寿命长、粒径可调、信号亮、发射光谱窄、激发光谱宽及表面易功能化等特性，被视为构建抗生素检测生物传感器的理...
Förster共振能量转移（FRET）是荧光生物传感器中常用且理想的信号转导方式，具有高信噪比和可见信号。尽管已有大量工作通过优化生物分子提高检出限和动态范围，但染料的选择及其相对位置仍研究不足。本文采用实验与计算相结合的方法，系统比较有机荧光团（Cy5或Texas Red）与无机纳米颗粒（量子点，QD）的性质，以及FRET供体或受...
本研究开发了一种酞菁（Pc）整合巯基丙酸封端量子点（mpa@QD）生物传感器，用于定量检测G-四联体DNA和双链DNA。该平台基于Pc存在时mpa@QD荧光发射被猝灭（闭合状态），加入DNA后荧光信号恢复（开放状态）的工作原理。作者优化了Pc类型和浓度等影响性能的关键参数，并考察了生物样品中常见离子（如Na+、Mg2+）及血清白蛋白...
量子点（QDs）是尺寸约2–10 nm的半导体纳米粒子，因量子限域效应而具有优异光稳定性、窄发射带、宽光谱可调和高光致发光量子产率，已成为替代传统有机荧光染料的发光纳米材料，在光电、诊疗、成像、追踪、传感、药物递送和光治疗等领域具有应用前景。本文作为研究专题编辑，概述了QDs的制备与生物应用进展，重点介绍低毒/非毒QDs如碳点（Cd...
本研究基于双标记策略构建了一种新型简便的死后时间（PMI）生物传感器，用于检测甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）生物标志物。将抗GAPDH单克隆抗体固定于含硒化镉量子点（CdSe QDs）的表面标签上，该表面标签构建于半胱胺-氧化石墨烯（Cys-GO）自组装单层之上。葡萄糖氧化酶（GOx）作为信号标记物与GAPDH偶联。当GAPD...
多药耐药结核（MDR-TB）的准确诊断对指导用药、控制传播至关重要。本文开发了一种新型荧光生物传感器，利用自制的纳米钴5,10,15,20-四(4-吡啶基)-21H,23H-卟啉（nanoCoTPyP）和双量子点（QDs），一步同时检测结核分枝杆菌（Mtb）多药耐药基因rpoB531（利福平耐药）和katG315（异烟肼耐药）。通过...
本研究基于单壁碳纳米管（SWCNTs）的荧光猝灭效率与适配体结合亲和力，优化了一种用于赭曲霉毒素A（OTA）检测的FRET荧光适配体传感器。将OTA适配体与量子点（QDs）偶联后，非共价吸附于酸改性SWCNTs（amSWCNTs）和未改性SWCNTs表面，形成纳米复合体。通过比较不同体系的猝灭效率，发现amSWCNTs具有适中的猝灭...
快速、简便、灵敏、特异的汞(II)检测对毒理评估、环境保护、食品分析和人类健康至关重要。本研究开发了一种基于发夹DNA探针和量子点修饰丝网印刷金电极的电化学生物传感器（HP-QDs-SPGE），用于Hg2+检测。该传感器利用水溶性羧基功能化四元Zn–Ag–In–S量子点（QD）与发夹DNA探针偶联，构建在丝网印刷金电极（SPGE）上...
量子点（QDs）具有优异的光电性质，可广泛应用于医学领域。癌症发病率上升且已成为全球主要死因，因此亟需新的细胞内癌症诊断与监测方法，以实现早期预后并提高治疗效果。人体多种分子可作为癌症标志物，近年研究表明微小RNA（miRNA）在细胞周期生理过程中发挥关键作用，并在癌细胞中异常高表达，因此miRNA分析传感对癌症治疗监测和疾病进展评...
本研究开发了一种基于MnS:CdS@ZnS核壳量子点（QDs）作为高效电致发光（ECL）发光体的新型ECL生物传感器，用于超灵敏检测microRNA let-7a（miRNA let-7a）。与离子掺杂制备的CdS:Mn@ZnS QDs（ECL效率0.87%）相比，通过双金属簇Cd2Mn2O4掺杂合成的MnS:CdS@ZnS QDs...
无细胞蛋白合成系统（CFPS）利用细胞转录-翻译（TX-TL）机器在体外合成蛋白，可用于难表达蛋白生产、遗传电路筛选和生物传感器开发，但存在反应速率受扩散限制、商业试剂成本高和长期稳定性差等问题。为改善这些局限，作者开展概念验证实验，利用纳米颗粒驱动其组成蛋白的纳米聚集来增强 CFPS 产量。他们将商用 PURExpress 纯化 ...
在基于量子点的多孔硅光子晶体生物传感器中，目标生物体浓度可通过生物反应前后多孔硅孔道内量子点荧光灰度值的变化间接测量。然而，由于多孔硅无序纳米结构和表面粗糙，器件表面荧光图像含有噪声。本文分析了噪声类型及其对荧光图像灰度值的影响，指出噪声引起的灰度变化会显著降低检测灵敏度。为降低噪声影响，提出一种基于灰度压缩和非局部各向异性扩散滤波...
有机磷农药（OPs）的过度或滥用使用会在食品和环境中造成严重污染，威胁人类健康与生态系统循环。因此，建立灵敏、便携、特异且经济的 OPs 监测方法对食品安全、生态保护和疾病防控具有重要意义。以酶作为生物识别元件的光学生物传感器已成为 OPs 检测的有效替代方案。本文首先介绍用于 OPs 光学检测的各种酶、传感机制及其优缺点。随后，系...
由于气候变化和动物栖息地持续丧失，人类不断面临新病原体。SARS-CoV-2病毒高度传染且致命，对医疗技术提出新挑战。近十年还出现寨卡病毒、埃博拉病毒、MERS冠状病毒等致命疫情，未来可能还有更具传染性和致死性的疾病。传统检测技术在一定程度上可检测这些病毒，但耗时长、成本高且需要专业人员。基于等离子体超材料的生物传感器有望实现低成本...
DNA电路作为动态纳米结构，可理性设计并展现几何复杂性与纳米精度，正用于DNA熵驱动放大器设计。本文借助可编程熵驱动DNA放大器和超顺磁纳米结构，开发了一种基于激子-等离子体相互作用（EPI）的光电化学（PEC）生物传感器。低丰度miRNA-let-7a可启动熵驱动DNA放大器，释放的输出DNA打开锚定在Fe3O4@SiO2颗粒上的...
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）是临床常见且致病性强的病原菌，常引起多种化脓性感染且病死率高。传统细菌培养耗时长、灵敏度低，易延误诊断和抗感染治疗。本研究开发了一种基于光纤探针的量子点免疫荧光生物传感器用于S. aureus检测。该传感器将抗原-抗体免疫反应的高特异性与量子点荧光的高...