镁离子是动物健康的关键指标，血镁浓度是低镁血症诊断的重要依据。现有比色、荧光和光谱方法操作复杂、设备昂贵且便携性差。本文报道一种柔性疏水纸基微流控场效应生物传感器，用于即时Mg2+检测。该器件以纤维素纸为基底，经十八烷基三氯硅烷(OTS)聚合修饰形成疏水微流控通道，提高机械强度并降低生物干扰；通道内集成半导体单壁碳纳米管(SWNTs...
DNA因其无可比拟的可编程性，已被广泛用作构建精巧纳米结构的“砖块”。其中，基于框架DNA（F-DNA）的纳米结构具有尺寸可控、功能可裁剪和位点可精确寻址等特性，在分子生物学研究和生物传感器应用中展现出巨大潜力。本综述系统概述了F-DNA赋能生物传感器的最新进展：首先总结F-DNA基纳米器件的设计策略与工作原理；随后展示其在核酸、病...
快速、灵敏且经济的即时检测对控制高传染性疾病至关重要。本文报道了一种名为V-Pod的紧凑型便携式荧光计，用于在唾液中灵敏地自测SARS-CoV-2病毒载量。该设备由可充电电池供电，读取设计型DNA纳米结构（DDN）与完整SARS-CoV-2病毒颗粒特异性相互作用时产生的荧光。DDN为网状自组装核酸结构，在精确匹配刺突蛋白空间排布的位...
实现生物标志物的快速高灵敏检测对疾病诊断与治疗至关重要。本文构建了一种基于DNA纳米结构和催化发夹组装（CHA）的高灵敏、通用双放大电化学发光（ECL）传感平台，用于靶标检测。当靶DNA存在时，其与辅助链D1和D2杂交形成I形DNA纳米结构，进而触发后续CHA反应，产生大量H1-H2双链DNA复合物。所得双链复合物可被捕获在电极表面...
DNA四链体是由四条链组成的核酸构象，在人类基因组中广泛存在，并受到越来越多的工程化关注。本文综述了天然DNA四链体与人工DNA纳米结构在生物传感器构建中的交织应用，重点阐述其作为识别探针、信号探针、信号放大器和支撑平台的具体作用。作者利用Watson–Crick碱基配对的程序化以及DNA与其他分子的偶联方法，介绍了自20世纪80年...
本文为《Programming bulk enzyme heterojunctions for biosensor development with tetrahedral DNA framework》的作者更正。原论文提出利用四面体DNA框架（TDF）构建体酶异质结，用于生物传感器开发。本更正说明原补充材料中Supplementa...
内源肽和肽类药物与人类健康密切相关，但现有方法难以在简化流程下实现高灵敏生物传感。本文进一步拓展了作者近期开发的 DNA 纳米结构架构，将其应用于电化学（EC）肽定量。此前该架构利用 DNA–小分子共价物检测小分子和蛋白，本文则在电极表面引入 DNA–肽共价物，并通过抗体置换实现快速肽传感。研究发现，多价 DNA–肽共价物会损害检测...
随着精准疾病诊断和个体化医学的发展，基于DNA的电化学生物传感器因杂交特异性强、响应快、易微型化而受到广泛关注。为实现高灵敏度检测，DNA电化学生物传感器的设计关键在于提高靶分子可及性并增强信号读出。本文综述了DNA探针固定与信号放大策略的最新进展，重点讨论基于DNA纳米结构的探针固定方法，该方法可理性控制探针间距并维持探针直立构象...
近年来，DNA 因生物相容性好、可程序化组装，被广泛用于生物传感、体内成像、药物开发和疾病治疗。传统 DNA 传感多依赖游离 DNA 探针的随机扩散，动力学受限且效率较低；单链 DNA 探针还面临细胞内化困难、易被核酸酶降解等问题。DNA 纳米结构探针通过一维、二维和三维自组装结构，将核酸探针定位、多价化或封装，可显著提高生物稳定性...
杂交链反应（HCR）可分为线性HCR和非线性HCR。传统线性HCR动力学较慢、灵敏度不足，限制其应用。非线性HCR在引发序列触发下，经合理设计的底物序列（发夹或无发夹）自组装成树状或分支DNA纳米结构，具有指数增长动力学。凭借无酶、高阶增长动力学、高灵敏度和操作简便等优势，非线性HCR被视为与多种传感平台整合后检测生物标志物的强效信...
脂质-寡核苷酸偶联物（LONs）是用于生物传感器到生物医学等多种应用的强效分子工程材料。其独特两亲结构可实现自组装和高保真信息传递。特别是，LONs 在测量细胞力学力和监测细胞行为方面具有显著潜力。LONs 也是细胞内成像的重要传感工具，并已被用于开发细胞表面锚定的 DNA 纳米结构，以用于仿生工程研究。当掺入治疗性寡核苷酸或小分子...
尽管开发能跨多个数量级测量分析物浓度的生物传感器备受关注，但实现这一目标一直困难。本文报道一种模块化生物传感器架构，将两种不同读出机制整合到单一分子结构中，实现超宽动态范围的目标检测。该双模式读出DNA生物传感器（DMRD）结合ATP适配体与DNAzyme，通过两种不同机制定量三磷酸腺苷（ATP）：低浓度（微摩尔）时产生基于荧光变化...
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...
新型治疗性抗体常具有多价或多特异性结合位点，其结合动力学受亲和力与亲合力共同影响，传统生物传感器表面随机固定抗原难以区分单臂与双臂结合。本文提出一种形似弹弓的 DNA 纳米结构，由 90 个核苷酸组成，包含 30 bp 双链刚性柄和单链弹弓臂；通过杂交 20 nt 互补间隔链，可在约 6.1 nm 的固定距离上装载两个相同或不同抗原...
尽管重金属污染监测在科学和技术上具有重要意义，但开发用于现场监测的快速、低成本且高灵敏微阵列传感器仍具挑战。本文开发了一种 DNA 纳米结构微阵列（DNM），其具有管状三维传感表面和有序纳米形貌，用于快速、灵敏地多重检测重金属离子。设计中采用 DNA 四面体结构探针（TSPs）构建传感界面，形成空间分辨且密度可调的传感点，从而改善微...
核酸凭借其无可比拟的可编程性，已被广泛用于构建多种精密纳米结构。其中，框架核酸（FNA）具有可定制的功能和精确的可寻址性，在生物医学应用中展现出巨大潜力。本综述系统总结了FNA赋能生物传感在均相溶液、异相表面以及细胞内的最新研究进展。文章描述了如何将FNA的结构有序性和刚性转化为高可控性的界面工程策略，并介绍了实现多重化、高并行体外...
DNA因其可编程碱基配对、稳定性、生物相容性和易功能化修饰，已成为构建多种纳米结构的理想生物材料。过去数十年，研究者建立了多种设计规则与组装技术，提高了DNA纳米结构的稳定性与复杂性。癌症相关生物标志物的检测对识别不同临床分期患者及制定适应性治疗策略具有重要意义。DNA纳米结构可作为通用单元构建用于肿瘤标志物检测的生物传感器。本综述...
开发快速、灵敏的现场检测装置用于重金属污染监测具有重要科学和技术意义，但构建快速、低成本且高灵敏的微阵列传感器仍具挑战。本文报道了一种具有管状三维传感表面和有序纳米拓扑结构的 DNA 纳米结构微阵列（DNM）生物传感器，用于重金属离子的快速、灵敏多重检测。该设计采用 DNA 四面体结构探针（TSPs）构建传感界面，形成空间分辨、密度...
生物传感器利用生物分子识别目标，并通过输出元件将生物识别事件转换为电学、光学或质量敏感信号，以测定目标含量。DNA生物传感器以短寡核苷酸作为探针，具有快速、简便、低成本的优势，但稳定性与重现性不足，制约其与传统DNA检测金标准竞争。基于DNA分子的自识别特性，研究者发展出刚性、可控且可功能化的DNA纳米结构，为DNA生物传感器设计提...
本文报道了在 DNA 编码表面上位点特异性组装二维 DNA 晶格的方法。作者以 DNA 双交叉（DX）瓦片为基本单元，在透明云母基底上通过 DNA 微阵列固定互补捕获寡核苷酸，使 DX-A1 与 DX-B1 瓦片自组装形成准二维晶格。晶格携带两类方向相反的 ssDNA 突出臂：一类与表面捕获链杂交，将晶格锚定在固体支撑物上；另一类暴...