葡萄酒中存在的铜等重金属可形成不溶性盐并诱发铜浑浊，影响酒质与稳定性，因此其定量检测具有重要意义。本研究提出一种基于牛血清白蛋白（BSA）和丝网印刷电极（SPE）的电化学生物传感器，用于葡萄酒中铜离子的快速定量。该传感器以碳工作电极、碳对电极和 Ag/AgCl 参比电极构成三电极体系，BSA 与苯酮（Ph2CO）共同滴加于工作电极表...
本文报道了一种水溶性苯并双咪唑衍生物——天冬氨酸功能化苯并双咪唑（APDI），其对 Cu2+ 和无机焦磷酸盐（PPi）分别呈现显著的顺序“关”和“开”荧光响应。APDI 对 Cu2+ 和 PPi 相对于腺苷一磷酸（AMP）、腺苷二磷酸（ADP）和腺苷三磷酸（ATP）具有选择性。检测通过紫外-可见吸收和荧光发射光谱研究。将 Cu2+ ...
实时在线毒性预警对保障供水安全具有重要意义。本研究首次构建发光细菌费氏弧菌（Vibrio fischeri）生物膜，在生物电化学系统（BES）传感器中同时输出电学与光学实时响应，用于 Cu(II) 毒性冲击预警。与生物阴极相比，生物阳极更适合作为敏感元件。在 1、3、6 mg/L Cu(II) 三种浓度下，传感器均产生电学警报；但光...
铜离子（Cu2+）是大脑生理与病理过程中的关键金属离子，其动态监测对理解脑功能及缺血/再灌注损伤具有重要意义，但现有平台难以实现同一活体中反复在线检测与再生。本文报道一种可在线再生的电化学生物传感器，并与体内微透析系统联用。传感器以超支化聚乙烯亚胺（hPEI）作为 Cu2+ 的可再生识别单元，通过乙二胺四乙酸二钠（EDTA diso...
开发一种简单、快速、灵敏的铜离子传感器对环境监测具有重要意义。本文构建了一种基于铜结合蛋白CopC与丹磺酰氯（DNS-Cl）之间荧光共振能量转移（FRET）的荧光生物传感器，用于选择性检测铜离子。在碱性条件下，DNS-Cl共价结合到CopC上，形成DNS-Cl/CopC生物传感器；其中CopC在320 nm处的荧光发射可被DNS-C...
本文报道两种工程化细菌荧光生物传感器，用于检测并定量银离子和铜离子。传感器由银/铜抗性操纵子 sil operon 与绿色荧光蛋白基因组成，GFP 表达严格受 sil 操纵子中银激活启动子调控。作者构建 pRADEK.1（含 silE 启动子）和 pRADEK.2（含 silABC 启动子），并转化大肠杆菌 J53(pMG101) ...
本文构建了一种用于超灵敏检测脂多糖（LPS）的信号放大型电化学适配体传感器。该传感器以LPS适配体作为识别探针，以铜离子介导的金纳米颗粒聚集体（Cu/Au NA）作为信号放大材料。Cu/Au NA由Cu2+与L-半胱氨酸修饰的金纳米颗粒（AuNPs）通过自组装形成。电极功能化时，巯基乙酸（MPA）自组装层的羧基与适配体氨基通过酰胺化...
本文首次将点击化学反应用于触发三维DNA行走机器，实现铜离子（Cu2+）的超灵敏电化学检测，为克服传统Cu2+测定中选择性差和放大效率有限的问题提供了便捷途径。点击化学反应驱动叠氮标记S2（azido-S2）与炔基标记S1（alkynyl-S1）结合，在氨基化磁性聚苯乙烯微球@金纳米颗粒（PSC@Au）上形成walker探针，并打开...
本文报道了一种基于Cu2+依赖切割DNAzyme（cDNAzyme）、指数扩增反应（EXPAR）和单链触发杂交链反应（HCR）的电化学生物传感器，用于检测铜(II)离子。在Cu2+存在时，cDNAzyme的催化链被激活并切割底物链，产生单链DNA（Oligo X）；EXPAR在等温条件下将痕量Oligo X指数扩增并转化为引发DNA...
荧光蛋白可被特定金属离子淬灭，这一现象可应用于金属生物传感。为开发金属生物传感器，作者对荧光蛋白 AmCyan 和 mOrange2 被多种金属离子淬灭进行了光谱分析。1 mM 金属离子筛选显示，AmCyan 的荧光强度被 Co2+ 降至最大值的 48.54%，被 Zn2+ 降至 67.77%，被 Cu2+ 降至 19.30%；mO...
微生物燃料电池（MFC）传感器可用于污水中有毒物质的连续在线监测，但其信号常受污水有机强度波动干扰。本研究通过向生活污水中添加乙酸和葡萄糖（150、300和500 mg COD/L）作为补充电子供体，考察MFC传感器对Cu(II)毒性检测的鲁棒性。结果显示，添加500 mg COD/L乙酸时性能最佳：当污水有机强度突然降低75%时，...
在单离子水平研究金属离子与卟啉分子的相互作用仍具挑战。本文构建了一种基于α-溶血素（α-HL）纳米孔的无标记、实时传感方法，用于分析 Cu2+ 与 5,10,15,20-四(4-磺酸苯基)卟啉（TPPS）之间的相互作用。结果表明，Cu2+ 与 TPPS 形成的复合物在 α-HL 纳米孔中产生与游离 TPPS 明显不同的电子特征信号。...
传统电化学发光（ECL）生物传感器多采用异质检测格式，需将生物识别探针预先固定在电极表面，局部空间位阻会限制生物识别反应效率。本文首次设计了一种基于多功能化钴铁氧体磁铁矿纳米颗粒（CoFe2O4 MNPs）的稳健、磁性且自加速的 ECL 纳米传感器，用于准均相体系中铜离子（Cu2+）的检测。与仅能提供反应界面和磁富集的 Fe3O4 ...
锌和铜是多种生物过程必需的金属离子，其体内水平受到严格调控；血清中Zn2+/Cu2+比值失衡与免疫、炎症、多发性硬化等疾病相关。催产素（OT）是一种神经肽，其活性受锌、铜结合调控。本文首次报道了一种基于OT单分子层的阻抗生物传感器：将叠氮功能化OT（OT-Az）通过无铜点击化学固定于DBCO功能化玻璃碳电极表面。该传感器在生理pH下...
针对阿尔茨海默病中铜离子与淀粉样蛋白β的共同作用，本文报道了单一电化学系统同时检测Cu和Aβ的生物传感器策略。作者制备PDDA/PEI功能化多壁碳纳米管（MWCNTs-PDDA-PEIs），负载铜识别元件神经肽B（NPB），构建比率型电极MWCNTs-PDDA-PEIs-NPB/GCE。NPB配位Cu2+后在-0.1 V产生还原峰，...
本文报道了一种用于脑内 Cu+ 离子和 pH 比值监测的高效电化学生物传感器，可同时输出电流和电位信号。作者设计并合成了一系列基于 N,N-双(2-(2-(乙硫基)乙基)) 的 NS4s 衍生物，用于特异性识别 Cu+。通过系统调节烷基链长度、多芳环结构和取代基位置，评价 Cu+ 氧化峰电位、峰电流密度、表面覆盖度和异相电子转移速率...
铜离子在生物过程中起重要作用，其浓度异常与多种疾病相关，因此可作为诊断靶标。现有铜离子监测多依赖昂贵、非便携且操作复杂的仪器。本文报道一种无标记、高灵敏的电化学离子检测生物传感器，基于甘氨酸-甘氨酸-组氨酸（Gly-Gly-His，GGH）三肽自组装单层与 Cu2+ 的螯合作用。作者通过合成硫辛酸-GGH 偶联物（Lpa-GGH），...
基于荧光的生物传感器已成为研究生物体系中多种化学物种的有力工具，尤其适用于金属离子的检测与成像。本章概述了利用此类传感器研究金属生物化学时需要关注的若干关键问题。首先，传感器必须对目标分析物具有足够选择性，能够区分可能干扰的离子，包括那些本身不产生荧光信号但会竞争结合位点或改变结合亲和力的干扰物。其次，金属离子在溶液中并非以游离形式...
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...
本文报道了在还原氧化石墨烯（rGO）场效应晶体管（FET）上构建聚乙烯亚胺（PEI）/脲酶层层自组装（LbL）膜，用于尿素检测。该平台同时利用液体栅极石墨烯晶体管对pH的响应以及脲酶催化尿素水解引起的局部pH变化。互指微通道使器件具有低噪声、高pH灵敏度（20.3 μA/pH）和高达800 μS的跨导。弱聚电解质PEI通过静电门控效...