Overview on the Design of Magnetically Assisted Electrochemical Biosensors.
电化学生物传感器通常需要将识别元件或捕获探针固定在电极表面,复杂操作程序以及较低的重复性和稳定性限制了其实际应用。磁辅助生物传感器在复杂生物样品中分离和预浓缩靶标方面具有显著优势;更重要的是,磁性材料可大规模生产和保存,因此磁辅助传感系统具有高通量潜力。本文总结了涉及磁性材料作为识别反应平台和靶标转化平台的电化学生物传感器设计。识别...
电化学生物传感器通常需要将识别元件或捕获探针固定在电极表面,复杂操作程序以及较低的重复性和稳定性限制了其实际应用。磁辅助生物传感器在复杂生物样品中分离和预浓缩靶标方面具有显著优势;更重要的是,磁性材料可大规模生产和保存,因此磁辅助传感系统具有高通量潜力。本文总结了涉及磁性材料作为识别反应平台和靶标转化平台的电化学生物传感器设计。识别...
本综述系统总结了用于冠状病毒(Coronavirus, CoV)检测的生物传感器技术现状、当前挑战及未来发展方向。根据换能机制,亲和型生物传感器(affinity-based biosensors, ABBs)可分为电化学、光学和压电三类。其生物识别元件主要包括抗体和DNA,分别通过抗原-抗体结合以及单链DNA/寡核苷酸与互补链杂交...
电化学发光(ECL)因灵敏度高、动态范围宽而成为分析化学的重要技术。ECL生物传感器将生物识别元件的高选择性与ECL检测的高灵敏度相结合,可用于医学预后与诊断、食品控制和环境监测中多种分析物的灵敏检测。丝网印刷电极(SPE)的引入进一步扩大了应用范围:一次性SPE生物传感器可满足便携式设备快速、准确现场检测的需求。本综述总结了ECL...
近几十年来,病毒对人类安全构成严重威胁,快速识别病毒是预防疫情暴发和保障医疗救治的重要途径。近期暴发的COVID-19是由新发现的冠状病毒引起的传染病,该病毒属于单股正链RNA病毒。其全球大流行对数十亿人的健康与生命造成严重威胁,因此全球迫切需要建立用于快速检测COVID-19的即时检测装置,以阻断二次传播。高灵敏度、高选择性和快速...
癌症是一组多因素疾病,仍是全球主要死因之一。已知超过100种癌症累及60多个器官,化疗在癌症治疗中发挥核心作用。由于耐药性和副作用会限制化疗疗效,亟需多重、低成本、快速且新颖的筛选方法,以阐明抗癌药物的作用机制并发现新候选药物。本综述聚焦多种无标记生物电化学方法,特别是阻抗法、固体支撑膜技术和DNA基电化学传感器,用于评估抗癌药物对...
石墨烯独特的物理结构以及化学和电学性质使其成为传感技术的理想材料。近年来,研究者利用原始石墨烯及其与纳米粒子和聚合物复合的改性石墨烯,提出了多种新型传感平台。这些平台通过共价结合(如EDC/NHS反应)或物理吸附等方式固定抗体、DNA和酶等生物分子,构建高灵敏、高选择性生物传感器。文献中采用多种检测方法,其中电化学检测最为常见,因其...
氧化铪(HfO2)具有高介电常数、热力学稳定性好且易于沉积等特性,可提升基于二氧化硅及其他半导体材料生物传感器的灵敏度、耐久性和可靠性。本文综述了 HfO2 在生物传感器中的应用:在基于场效应晶体管(FET)的传感器中用于检测离子和 DNA;在免疫传感器中用于检测抗原-抗体复合物;作为计算机断层扫描(CT)的对比材料;以及在中红外区...
本文综述了近年来酶、DNA和免疫类生物传感器在医学、环境和食品领域的主要进展。生物传感器通常由生物分子识别元件、换能器和输出系统组成,可根据所用生物分子分为酶传感器、免疫传感器和DNA传感器。这些器件能够以较低成本检测反应中产生或消耗的离子、电子或光学变化,相比传统分析方法更快速、简便且适合现场使用。文章回顾了电化学与光学换能器的基...
核酸已成为强大的生物与纳米技术工具。在生物和纳米技术实验中,从各类细胞中提取、纯化核酸及其储存方法对获得可重复实验结果至关重要;在纳米技术实验中,调控核酸构象多态性并提高碱基配对序列选择性对开发核酸基纳米材料很重要。然而,缺乏能够促进核酸有利行为的介质一直是瓶颈。离子液体(ILs)是可能用于调控核酸性质的溶剂。本文综述核酸在离子液体...
压电生物传感器是一类基于亲和相互作用记录原理工作的分析装置。其核心压电平台或压电晶体通过表面结合质量引起振荡频率变化来实现传感。本综述系统介绍了表面修饰抗体或抗原、分子印迹聚合物、单链DNA等遗传信息以及有机或生化来源受体的压电生物传感器,并讨论了这些识别元件与纳米颗粒联用的应用。文章对当前文献进行了概述,并对所报道方法进行了评述。...
植物传染性病害由真菌、细菌、病毒、类病毒、植原体及线虫等病原引起,是全球限制作物产量并造成经济损失的重要因素。病原检测是温室、田间及国境检疫中管理植物病害的首要步骤。目前常用免疫学方法包括酶联免疫吸附试验(ELISA)和直接组织印迹免疫分析(DTBIA),核酸方法包括PCR、实时PCR和点杂交,但这些方法耗时长、依赖复杂仪器,不适合...
本文以石墨烯作为二维原子晶体及其独特电子性质为切入点,综述了过去五年中石墨烯及其衍生材料用于定制或制造丝网印刷电化学(生物)传感器的研究进展。作者指出,纳米材料、印刷技术与微流控在电化学分析中的应用推动了“电化学分析文艺复兴”,而石墨烯因可低成本制备、易分散于多种基质,成为大规模生产电化学平台的前沿纳米材料。文章系统总结了滴涂、丝网...
导电聚合物(CP)基电化学生物传感器因制备简便、成本低、可直接电学读出生物分析物而受到关注。导电聚合物本身既是传感元件,又是生物识别事件的换能器,可简化传感器设计。本综述总结了 CP 基电化学生物传感器的研究进展,详细讨论了识别探针固定技术、信号转导机制以及多种目标生物分子的检测。文中介绍了物理吸附、电化学包埋、共价连接和亲和作用等...
石墨烯作为二维纳米材料中的明星材料,因其平面结构赋予的电子、光学和力学特性,在电化学领域受到广泛关注。石墨烯与电化学生物传感器的结合,为临床诊断和食品安全等应用创造了多种巧妙的传感策略。本综述全面概述了基于石墨烯的电化学生物传感器近年来的研究进展,重点讨论石墨烯基酶传感器、免疫传感器和DNA传感器。文章总结了石墨烯及其纳米复合材料(...
碳纳米材料因可增大电活性面积、增强电子转移并促进分子吸附,被广泛用于电化学生物传感器。碳纳米管(CNTs)已用于生物分子检测,策略包括传统浸涂和滴涂、在电极上直接生长 CNTs,以及使用纯 CNT 纤维和纱线。近年研究还拓展到 CNTs 以外的多种碳纳米材料,石墨烯形式日益受到重视,包括还原氧化石墨烯、碳纳米角、石墨烯纳米泡沫、石墨...
生物传感器是依靠生物识别分子实现选择性生物分析的小型器件,其核心作用是将识别元件与目标分析物偶联,并在复杂样品基质中给出定量浓度信息。它们具有便携、低成本、响应快以及可在原位无需样品前处理等优点。DNA生物传感器在基因组筛查、临床诊断和个性化医疗中具有重要意义。传统基于微阵列和光学检测的DNA测序/筛查方法复杂且昂贵,因此研究致力于...
本文综述了石墨烯及其衍生物在电化学生物传感器制备中的最新进展。文章系统讨论了石墨烯的机械剥离、化学氧化还原、化学气相沉积(CVD)等合成方法,以及氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(rGO)和石墨烯纳米复合材料在电极修饰中的应用。石墨烯具有大比表面积、高导电性、良好生物相容性和丰富缺陷位点,可作为电子导线促进酶或蛋白氧化还原中心与电...