寄生虫病是全球范围内传播最广的感染性疾病之一，每年造成数百万人死亡和患病。因此，快速而准确的诊断十分关键，必须依赖高灵敏度和高特异性的检测手段。生物传感器相较于传统诊断方法具有明显优势，包括特异性强、灵敏度高、检测速度快、操作简便、易于使用、可重复性好，并能够支持疾病早期检测。近年来，用于检测寄生虫感染的现代诊断工具引入了金纳米颗粒...
遗传病的早期检测对现代医学具有重要意义，发展高灵敏、低成本的DNA生物传感器十分关键。金属纳米团簇（MNCs）因尺寸小于2 nm、具有离散能级、强光致发光、良好光稳定性、低毒性和可调控电子结构，在DNA检测中展现出重要潜力。本综述首先介绍MNCs的结构与光学、电化学特性，随后系统总结化学还原、配体交换、化学刻蚀、微波辅助及绿色合成等...
本工作理论确定了基于鸟嘌呤分子通过不同有机连接基吸附在金表面形成的自组装单层复杂体系的一电子氧化电位与电荷转移机制。通过经典分子动力学模拟采样中性与阳离子物种的构象空间，并在Marcus理论框架下结合先前发展的加和方案，采用多尺度量子力学/分子力学/连续溶剂化模型计算对几何系综的氧化还原电位。该过程同时考虑构象采样、环境描述以及连接...
药物与DNA的相互作用对于发现新型药物分子、理解药物治疗作用以及监测副作用具有重要意义。因此，已有大量研究用于考察药物与核酸之间的相互作用。近年来，许多研究采用电化学方法检测药物–DNA相互作用。电化学技术具有快速、灵敏和准确的特点，使其在该领域发挥主导作用。借助电化学技术，不仅可以证明药物与DNA之间存在相互作用，还可以对药物进行...
由于DNA具有可修饰位点多、结构可预测、热稳定性高和生物相容性优异等优点，已成为生物传感器中的关键组分。DNA生物传感器在灵敏度、选择性和检出限方面优于许多现有生物分析技术，因而受到广泛关注。本文从结构驱动功能的角度，系统介绍了适配体、脱氧核酶、i-motif和G-四联体四类基础功能核酸在构建DNA生物传感器中的应用，并概述了这些传...
清真食品检测对保障消费者尤其是穆斯林安心消费至关重要。清真产品须不含伊斯兰教法禁止的成分，其中猪肉及其衍生物是重点禁用对象。由于食品加工和烹饪方式日益复杂，准确、快速地验证食品中是否含猪肉成为必要需求。DNA作为所有生物体的稳定分子特征，可用于物种鉴定，因此基于DNA的定量检测被认为能够作出准确且快速的判断。本文综述了用于食品中猪肉...
杂交链反应（HCR）和催化发夹组装（CHA）作为等温、无酶的信号放大策略，具有高放大效率、优异生物相容性、反应条件温和和操作简便等优点，因此被广泛应用于基于DNA的生物传感器中，用于检测小分子、核酸和蛋白质。本综述总结了采用典型及先进HCR和CHA策略的DNA基传感器研究进展，包括分支HCR或CHA、局部化HCR或CHA以及级联反应...
DNA生物传感器在环境、医学、工业和农业分析中发挥重要作用。许多DNA生物传感器基于酶催化反应设计。由于酶在生物传感器中的重要性，本文对该主题进行综述。根据化学本质，将酶分为脱氧核酶（DNAzyme）和核酸酶（nuclease）。首先介绍具有不同功能的DNAzyme，包括诱导切割、金属化、过氧化物酶活性、连接和变构功能，并重点描述近...
基于DNA的生物传感器技术在化学与生物检测中具有重要潜力，并已被积极开发用于活细胞和动物体内的分子成像探针，可在复杂生物体系中原位检测分析物、阐明关键分子在生物过程中的作用，并推动无创诊断和影像引导手术的发展。然而，提高成像的时空精度仍是该领域面临的挑战。本迷你综述阐述了将工程化光激活DNA生物传感器与上转换纳米技术相结合，实现时空...
近年来，基于DNA的生物传感器因其化学性质稳健、传感功能可定制，被视为下一代生物医学检测装置的有力候选。与传统生物传感器相比，DNA基生物传感器具有检测靶标范围更广、使用寿命更长、生产成本更低等优势。此外，精巧的DNA结构能够调控生物传感器界面附近的信号传导，从而显著提升传感器性能。为全面展示DNA生物传感器的优势，本文综述了DNA...
分子标志物是与特定生理状态密切相关的分子，已被广泛用于疾病诊断和生物学研究。近年来，开发高效探针以精准检测标志物成为生物与生化研究的重要方向。过去数十年，小分子化学探针以及酶、抗体、核酸等生物大分子均被引入生物传感器平台，以实现标志物的高特异、高效检测。然而，提升生物传感器性能，尤其是临床应用，仍十分迫切。2020年全球爆发的201...
血液系统恶性肿瘤是一类严重危害人类健康的恶性疾病，主要累及骨髓、血液和淋巴组织。现有治疗中，低检出率和高复发率是主要问题。定量检测血液肿瘤相关生物标志物是细化病理分型、实施靶向治疗并改善预后的关键。近年来，面向肿瘤细胞和血液检测的生物电化学方法受到广泛关注。生物传感器、纳米技术、探针技术和芯片实验室技术的发展，显著促进了细胞尤其是血...
汞离子（Hg2+）是已知毒性重金属离子，即使环境中低浓度也对人体健康有害，因此准确测定其水平非常重要。已有多种基于DNA生物传感器检测Hg2+的方法，但关于酶驱动信号放大策略的综述较少。本文按化学本质将酶分为核酸酶和DNAzyme，系统综述其在Hg2+ DNA生物传感器中的应用。核酸酶部分介绍Exo III、Exo I、Nickas...
电解质-绝缘体-半导体（EIS）场效应传感器是一类用于生化传感的新型电子芯片，可实现直接电子读出。本综述概述了基于电容性场效应 EIS 结构的化学传感器与生物传感器在研发中的最新进展和当前趋势。电容性 EIS 结构是最简单的场效应器件，本质上是一个对生化反应敏感的电容。文章系统介绍了其基本概念、支撑换能机制的物理化学现象，以及电容性...
本文提出一种由硅（Si）微孔与石墨烯纳米孔技术组合构成的生物传感器结构，有望用于检测DNA等单分子生物聚合物。作者报道了一种利用聚焦离子束（FIB）直接制备Si3N4/Si锥形微孔和石墨烯纳米孔的新方法，其中锥形微孔作为流体通道，石墨烯纳米孔作为传感膜。首先将厚硅衬底减薄至约50 µm，再通过多步铣削获得最终孔径约3 µm的锥形微孔...
水污染已成为影响人类与环境健康的全球性问题，经过处理的水中仍可能检出种类复杂、浓度极低的污染物。为满足水资源管理对连续、高效监测的需求，生物传感器可将生物识别元件与换能器结合，实现对目标分子的高选择性、快速和灵敏检测。本文是一篇关于用于水质监测的DNA基纳米生物传感器的微型综述，重点介绍DNA作为识别元件和纳米结构构建模块的优势，包...
对特定DNA片段（通常含突变）进行灵敏、准确鉴定可影响临床决策。常规方法主要是聚合酶链式反应（PCR）及其改良方法，较少使用下一代测序（NGS）。但这些方法较复杂，需要耗时、多步骤样品制备和专门训练人员，患者通常需数周才能获得结果。因此，许多团队正在积极开发不同DNA传感器。拉曼光谱是DNA传感器获取分析信号的常用技术之一。其改进形...
DNA分子工程已成为多个研究领域的重要方向。DNA分子的选择性、高灵敏检测在疾病诊断和分子成像中的深远影响已得到确立。本文从视角性综述出发，系统介绍DNA生物偶联检测在DNA生物传感器、DNA条形码、DNA纳米结构以及DNA超分辨荧光成像中的最新技术进展。无创、简便、快速的生物技术有助于分子诊断、疾病分期评估，并在基础研究中发挥核心...
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...
自转基因生物（GMO）首次商业化以来近二十年间，转基因作物在全球范围内持续扩大，2016年种植面积已达1.85亿公顷。该技术主要通过抗虫和耐除草剂两大性状提高作物产量，并已成为市场主导。尽管全球农民快速广泛采用，GMO仍引发激烈争论，尤其在欧盟，消费者担忧转基因食品安全及其环境影响。为监测和验证农作物及食品中GMO的存在与含量，发展...