Highly sensitive detection of
金黄色葡萄球菌是医院感染和食源性疾病常见病原菌，亟需高灵敏检测方法。本文报道一种基于金纳米颗粒（AuNPs）和滚环扩增（RCA）的太赫兹（THz）超材料生物传感器，用于高灵敏检测金黄色葡萄球菌。RCA过程扩增金黄色葡萄球菌DNA片段，产生大量长单链DNA分子；这些分子与AuNPs偶联形成复合物，使样品折射率显著升高，从而增强超材料的...
An electrochemical DNA biosensor based on nitrogen-doped graphene nanosheets decorated with gold nanoparticles for genetically modified maize detection.
本文报道了一种基于氮掺杂石墨烯纳米片负载金纳米颗粒（Au/N-G）纳米复合材料的电化学生物传感器，用于转基因玉米MIR162事件的特异性检测。该传感器以玻璃碳电极为基底，将Au/N-G涂覆于电极表面，再通过硫醇–金相互作用将巯基化捕获探针DNA共价固定，并用6-巯基-1-己醇封闭非特异性位点。检测时，靶DNA与捕获探针杂交，亚甲基蓝...
Label-free detection of DNA by a dielectric modulated armchair-graphene nanoribbon FET based biosensor in a dual-nanogap setup.
本文提出一种双栅扶手椅型石墨烯纳米带场效应晶体管（DG-AGNRFET）生物传感器，用于无标记、小型化 DNA 检测。通过在上下栅氧化层中采用牺牲层刻蚀形成两个纳米间隙空腔，引入 DNA 生物分子后，探针 DNA 与目标 DNA 杂交形成双链 DNA，从而改变纳米间隙的介电常数并电学调制石墨烯纳米带通道，引起漏极电流变化。该研究重点...
Ultrasensitive colorimetric biosensor for BRCA1 mutation based on multiple signal amplification strategy.
比色生物传感器因成本低、操作简便、响应快和重现性好而受到关注，但灵敏度不足限制其应用。本文报道了一种基于三步多重信号放大策略的比色生物传感器，用于检测乳腺癌相关 BRCA1 基因突变。该传感器由捕获单元、信号单元和目标 DNA 构成三明治结构：巯基化捕获探针固定于金膜硅片表面，巯基化信号探针通过 Au–S 键固定在 Bi2Se3–A...
All-fiber all-optical quantitative polymerase chain reaction (qPCR).
实时荧光定量PCR（qPCR）通过实时扩增并测量目标DNA分子，已广泛应用于医学诊断、法医鉴定和农业检测等领域。尽管qPCR在实验室中成熟，但低成本、高速便携系统仍是现场常规应用的瓶颈。本文提出并演示了一种基于光子学的全光纤全光学qPCR系统。该系统采用C-fiber微腔作为纳升级反应容器，利用1440 nm激光驱动并光学监测温度循...
Ultrasensitive Electrochemical DNA Biosensor Fabrication by Coupling an Integral Multifunctional Zirconia-Reduced Graphene Oxide-Thionine Nanocomposite and Exonuclease I-Assisted Cleavage.
本文报道了一种用于核酸检测的简单而灵敏的电化学 DNA 生物传感器。该传感器利用核酸外切酶 I（Exo I）辅助切割降低背景信号，并采用氧化锆-还原氧化石墨烯-硫堇（ZrO2-rGO-Thi）纳米复合材料作为集 DNA 识别、信号放大与信号报告于一体的多功能传感元件。ZrO2-rGO 纳米复合材料通过一步水热法合成，随后硫堇通过 π...
Detecting DNA and RNA and Differentiating Single-Nucleotide Variations via Field-Effect Transistors.
本研究利用无标记电子场效应晶体管（FET）检测短寡核苷酸，并区分仅相差一个碱基的序列。传感平台采用超薄氧化铟（In2O3）FET，其半导体沟道经化学功能化修饰单链DNA（ssDNA）。ssDNA功能化的FET能够检测完全互补的DNA序列，并将这些序列与存在不同类型、不同位置单碱基错配的序列区分开。表面结合ssDNA与双链DNA（ds...
SPR enhanced DNA biosensor for sensitive detection of donkey meat adulteration.
本文报道了一种表面等离子共振（SPR）增强DNA生物传感器，用于实时检测驴肉掺假标记。传感器以金SPR芯片为基底，将硫醇化捕获探针自组装于金表面，并用6-巯基-1-己醇封闭非特异位点。目标驴肉DNA与捕获探针杂交后，生物素化报告探针与目标DNA结合形成夹心结构，链霉亲和素修饰金纳米星（Stre@GNSs）通过链霉亲和素-生物素亲和作...
Wafer-Scale Uniform Carbon Nanotube Transistors for Ultrasensitive and Label-Free Detection of Disease Biomarkers.
碳纳米管（CNT）场效应晶体管（FET）生物传感器在超灵敏生物标志物检测方面具有潜力，但仍面临灵敏度不足、稳定功能化困难、与可扩展制造不兼容及性能不均一等问题。本文报道了基于聚合物分选高纯半导体CNT薄膜、采用晶圆级制备且具有高均一性的超灵敏、无标记、稳定FET生物传感器。通过采用超薄Y2O3高κ介电层构建浮动栅（FG）结构，该CN...
Machine learning-based design of meta-plasmonic biosensors with negative index metamaterials.
本研究探索基于机器学习算法集成超材料的等离子体生物传感器设计性能。所设计的超等离子体生物传感器用于优化DNA检测，其中双负超材料层以有效介质模型描述。采用迭代传输矩阵方法在参数空间中生成共振特性训练集和测试集，用于机器学习。作为对超等离子体生物传感器光学特性的机器学习预测，使用多层感知机（MLP）和自编码器（AE）作为算法；聚类算法...
A peptide nucleic acid-regulated fluorescence resonance energy transfer DNA assay based on the use of carbon dots and gold nanoparticles.
本文开发了一种基于肽核酸（PNA）调控碳点（CDs）与金纳米颗粒（AuNPs）之间荧光共振能量转移（FRET）的便捷荧光法，用于DNA的特异性检测。体系中，CDs呈湖蓝色荧光，激发/发射最大波长为345/445 nm，作为荧光报告物；AuNPs作为荧光纳米猝灭剂。设计的中性PNA探针可识别靶DNA，并作为凝聚剂调控AuNPs的分散与...
An impedimetric genosensor for Leishmania infantum based on electrodeposited cadmium sulfide nanosheets.
内脏利什曼病每年新增病例约40万，死亡约3万，因此快速准确检测婴儿利什曼原虫及其种属对公共卫生至关重要。本研究建立了一种基于DNA的基因传感器，用于检测婴儿利什曼原虫基因组DNA。该传感器以电沉积硫化镉纳米片（CdS nanosheets, CSN）为换能层，以特定单链DNA探针为识别元件，采用无标记、无标记物、无标签且无需PCR扩...
Applying biosensor development concepts to improve preamplification-free CRISPR/Cas12a-Dx.
基于CRISPR/Cas系统的体外诊断装置（CRISPR/Cas-Dx）已成为研究热点。其中，基于Cas12a酶的CRISPR/Cas12a-Dx主要用于检测DNA靶标。当前研究多将Cas12a-Dx与预扩增技术或不同检测模式偶联，这掩盖了Cas12a-Dx本身的检测性能，也忽视了其无预扩增时的固有检测能力。作者认为，依赖DNA激活...
A homogeneous electrochemical DNA sensor on the basis of a self-assembled thiol layer on a gold support and by using tetraferrocene for signal amplification.
本研究构建了一种无需电极预修饰的电化学生物传感器，可在均相溶液中直接检测DNA。作者合成了新型化合物四二茂铁（tetraferrocene）用于信号放大。双发夹探针DNA的3′端标记四二茂铁，5′端标记巯基。未与目标DNA杂交时，探针的环茎结构使巯基被封闭，难以接触施加电位的金电极表面；与目标DNA杂交后，探针的环茎结构打开并形成发...
Ultrasensitive DNA electrochemical biosensor based on MnTBAP biomimetic catalyzed AGET ATRP signal amplification reaction.
本文提出一种基于MnTBAP仿生催化AGET ATRP信号放大的超灵敏、高选择性绿色电化学DNA生物传感器，用于aM级DNA序列定量。PNA捕获探针通过Au-S键共价固定于金电极表面，利用碱基配对特异性捕获目标DNA（T-DNA）；杂交双链骨架中的磷酸基团与Zr4+配位，Zr4+空位进一步结合ATRP引发剂BPAA和仿生催化剂MnT...
Titanium dioxide-mediated resistive nanobiosensor for E. coli O157:H7.
本文报道了一种基于二氧化钛纳米颗粒（TiO2 NP）介导的电阻式生物传感器，用于检测大肠杆菌O157:H7（E. coli O157:H7）的DNA片段。作者采用溶胶-凝胶法合成TiO2纳米颗粒，并利用微光刻技术制备叉指传感器电极，构建无标记电子生物传感器。传统大肠杆菌DNA检测通常需要培养或扩增，制备与检测时间超过3天；本方法无需...
Donor effect dominated molybdenum disulfide/graphene nanostructure-based field-effect transistor for ultrasensitive DNA detection.
基于低维材料的场效应晶体管（FET）生物传感器具有尺寸小、结构简单、响应快和灵敏度高等优点。本文提出并制备了一种基于二硫化钼/石墨烯（MoS2/graphene）杂化纳米结构的 FET 生物传感器，用于 DNA 杂交检测。该传感器对 10 aM 至 100 pM 的 DNA 浓度范围具有有效响应，检出限（LOD）为 10 aM，比已...
Dual atom transfer radical polymerization for ultrasensitive electrochemical DNA detection.
原子转移自由基聚合（ATRP）作为可控/活性自由基聚合形式具有吸引力。本文报道双原子转移自由基聚合（dual ATRP）用于超灵敏DNA检测。首先，含巯基肽核酸（PNA）通过Au-S键自组装于金电极表面捕获目标DNA（TDNA）。第一次ATRP（ATRP-1）引发剂α-溴异丁酸（BIBA）经Zr4+配位连接至PNA/DNA异源双链。...
Label-Free and Ultrasensitive Electrochemical DNA Biosensor Based on Urchinlike Carbon Nanotube-Gold Nanoparticle Nanoclusters.
纳米材料已被广泛用于生物传感系统，以高灵敏、高选择性地检测多种生物靶标。本文基于“海胆状”碳纳米管-金纳米颗粒（CNT-AuNP）纳米簇构建了一种简便、无标记、超灵敏的电化学DNA生物传感器，用于信号放大。具体而言，通过电化学聚合多巴胺（DA）修饰金电极，并利用席夫碱反应固定DNA探针。当检测靶核酸时，经双DNA（报告链和连接链）功...
E-DNA biosensors of M. tuberculosis based on nanostructured polypyrrole.
本文报道了一种基于无模板电聚合聚吡咯纳米线（nw-PPy）的电化学 DNA 生物传感器，用于安培法检测 DNA。聚吡咯纳米线通过电聚合在金电极上形成，并经乙二胺（EDA）或第二代聚酰胺胺树状分子（PAMAM G2）电化学氧化修饰，获得氨基化表面。DNA 探针与作为氧化还原报告基团的环戊二烯基共价连接至 nw-PPy 表面。作者采用 ...