本文报道了一种用于检测 Argonaute 2（Ago2）活性的新型 DNAzyme 生物传感器。该传感器以目标 Ago2 启动的滚环扩增（RCA）与 8-17 DNAzyme 介导的双重信号放大策略为基础。底物 RNA（sRNA）5'端含引物序列、3'端含阻断序列；Ago2 与引导 RNA（gRNA）形成活性 RISC 后切割 s...
局域表面等离子共振（LSPR）生物传感器在临床诊断、家庭医疗、环境分析和公共卫生中具有重要应用潜力，但折射率灵敏度低和重现性差（大面积均匀性与批次一致性不足）限制了其广泛使用。为此，作者采用弹性软刻蚀和金属热蒸发法制备了形态与光学性质可重复的金属纳米金字塔阵列（NPA），并分别制备了 Al、Au 和 Ag NPA。透射光谱在可见—红...
本文提出一种基于单颗粒光谱的方法，用于定量测定活细胞内折射率（RI）并探测两个相互作用分子之间的分子相互作用。与传统荧光成像相比，该方法无需对比剂，且不会发生闪烁和光漂白，可非破坏、非侵入地实现活细胞高分辨率成像。研究首先在聚乙烯醇（PVA）介电基质中嵌入80 nm金纳米球（AuNSs），通过共聚焦激光散射显微镜识别单颗粒和二聚体，...
细胞膜是细胞感知和响应外部机械刺激的第一介质，探索细胞膜张力变化有助于理解细胞内力学信号传递。本文开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器 MSS，用于可视化细胞膜张力。首先验证了该传感器检测细胞膜张力的有效性。结果显示，MSS 可观察到剪切应力诱导的膜张力异质分布，该分布可被微丝破坏或膜流动性增强所加强，但被膜流动性...
本研究开发了一种便携式、高灵敏生物传感器，通过监测脲酶调控的pH变化检测HeLa细胞提取的端粒酶活性。存在端粒酶时，端粒酶底物TS引物在3'端被延伸并添加端粒重复序列(TTAGGG)n；随后生物素化TS引物通过生物素-链霉亲和素作用固定于链霉亲和素磁珠PMPs。延伸的重复序列与生物素化互补DNA cDNA杂交，借助链霉亲和素特异性捕...
荧光报告分子是设计光学生物传感器以在活细胞中成像胞内分析物的关键元件。本文报道了荧光激活与吸收位移标签（FAST）的循环置换变体（cpFAST）的开发，并展示其作为生物传感器报告模块的潜力。cpFAST变体通过将荧光配体（fluorogen）的结合与激活（从而产生荧光）与特定分析物识别偶联，使荧光响应依赖于分析物结合。作者将其与钙结...
功能化纳米颗粒可进入活细胞和囊泡，在靶向药物递送和生物医学成像中具有广泛应用，但其与活细胞相互作用的实时动力学仍不清楚。本研究采用基于共振波导光栅的高通量无标记光学生物传感器，原位监测带正电碱性硫醇功能化金纳米颗粒进入贴壁癌细胞的摄取过程。通过记录细胞覆盖传感器表面暴露于纳米颗粒后的动力学曲线，并与裸传感器表面纳米颗粒吸附动力学比较...
本文报道一种夹心型电化学细胞传感器，用于定量检测CD44过表达的HeLa细胞。以氧化铟锡（ITO）电极为基底，修饰三维多壁碳纳米管（MWCNTs）阵列，并原位引入透明质酸（HA）作为靶向识别分子。三维MWCNT结构显著改善电极电子传输性能与表面化学反应活性，使HA修饰传感器对HeLa细胞具有高度敏感响应。随后建立夹心标记方案，采用N...
本研究报道一种基于半导体场效应晶体管（FET）生物传感器界面 pH 传感原理，在营养饥饿条件下原位、实时、无标记监测细胞自噬的新方法。FET 栅极绝缘层表面羟基对氢离子敏感，细胞呼吸产生的 CO2 溶解于细胞/栅极界面形成氢离子，引起界面 pH 变化，并通过场效应转换为表面电位信号。将 HeLa 细胞培养于 FET 栅极表面，在去除...
本研究采用高通量无标记共振波导光栅生物传感器 Epic BenchTop，原位监测癌细胞在显示精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp，RGD）三肽的生物模拟聚合物表面上的粘附过程。以高粘附人宫颈腺癌 HeLa 细胞为模型体系，获得了具有优异时间分辨率的细胞粘附动力学数据。结果表明，细胞预先暴露于不同浓度的绿茶主要活性成分表...
本文报道了一种新型、简便且非酶的电化学生物传感器，用于检测过氧化氢（H2O2）。该传感器基于 Pd-Pt 纳米笼与 SnO2/石墨烯纳米片修饰电极（PdPt NCs@SGN/GCE）构建。电化学行为表明，PdPt NCs@SGN/GCE 对 H2O2 具有优异的电催化活性，表现出快速响应、高选择性、高灵敏度、低检出限（0.3 mM）...
本文报道了一种基于铋@N,O共掺杂碳核壳纳米杂化材料（Bi@NOC）的信号开启型光电化学生物传感器，用于超灵敏检测HeLa细胞中的端粒酶活性。Bi@NOC由铋纳米晶核和N,O共掺杂碳壳组成，具有典型半导体特征，带隙约1.14 eV，可在可见光激发下产生光电流；碳壳来源于叶酸，生物相容性好，表面羧基有利于固定氨基修饰引物DNA。利用B...
过去十年，作者发展了基于AlGaAs/GaAs结构、对表面电位变化高度敏感的分子控制半导体电阻器（MOCSER），并用于气相和溶液分子传感。本工作将其发展为电子生物传感器，将HeLa细胞直接培养在器件导电通道上，实现细胞代谢活性的实时、无标记监测。GaAs具有高电子迁移率且可通过外延生长调控，但易氧化且砷残留有毒；作者采用聚合物化3...
本研究提出一种基于三维（3D）细胞培养模型的细胞生物传感新策略。与以往将细胞培养与传感器件分层或分离制备不同，该工作通过简单一锅自组装，将活细胞和酶作为传感元件共同固定于二肽衍生水凝胶基质中。细胞在功能化水凝胶中进行三维培养，其释放的超氧阴离子（O2•−）由超氧化物歧化酶（SOD）和辣根过氧化物酶（HRP）级联电化学生物传感器原位检...
细胞动力学与离子行为密切相关，但多数离子过程难以实时监测。半导体生物传感器可直接、实时、无创检测离子电荷。本研究利用场效应晶体管（FET）生物传感器，以无标记方式实时监测癌细胞侵入血管内皮层的过程。将人冠状动脉内皮细胞（HCAE）培养在 FET 栅极传感表面，使其在栅极与内皮细胞之间形成基底膜；Matrigel 涂覆进一步促进内皮细...
在非质量响应压电生物传感器中，生物信息来源于串联检测电极与生物体或生物培养物理场之间的相互作用，因此电极的电学参数会直接影响传感器信号。本研究利用 COMSOL Multiphysics 多物理场分析工具对微电极的电场分布进行模拟，结果表明电场空间分布受电极指宽和电极间距影响。作者进一步测试了与环形微电极串联构建的压电传感器的特征响...
叶酸受体（FR）在多种癌细胞中过表达，其检测对癌症临床诊断和治疗具有重要意义。现有基于DNA的电化学生物传感器通常需先将探针固定在电极表面，步骤繁琐且重现性差。本研究提出一种简单、灵敏、选择性好的无固定电化学生物传感器，用于检测癌细胞中的FR。该传感器将叶酸（FA）和电活性分子二茂铁（Fc）分别连接在任意单链DNA（ssDNA）的3...
端粒酶是子宫、胃、食管、乳腺、结直肠、喉鳞状细胞癌、甲状腺和膀胱等多种人类恶性肿瘤中最常见的标志物之一，因此需要开发灵敏且便捷的端粒酶活性检测方法。本研究构建了一种无标记、超灵敏的电化学发光（ECL）生物传感器，用于检测从 HeLa 细胞中提取的端粒酶活性。巯基化端粒酶底物（TS）引物通过金-硫（Au-S）相互作用固定于金电极表面，...
目前光电化学（PEC）策略通常只能在单一界面上实现单一分析物检测，检测效率有限。开发可在单一界面上同时评估多种分析物的PEC生物传感器具有重要价值但充满挑战。为此，具有波长选择性的光活性材料是关键，它们可在特定波长激发光下产生相互分离的光电流。本文首次成功合成此类波长选择性光活性材料，并将其作为信号指示剂，构建了一种用于单一界面多分...
氧化还原系统的动力学与空间分离使氧化还原生物学研究极具挑战。基因编码生物传感器，尤其是谷胱甘肽特异性氧化还原敏感黄色荧光蛋白（rxYFP），可克服传统 GSH/GSSG 测量局限。本研究构建分别靶向细胞质、细胞核和线粒体基质的 rxYFP 表达质粒，并导入人宫颈癌 HeLa 细胞。通过氧化还原蛋白提取、氧化还原 Western 印迹...