对快速可扩展生物传感技术的需求推动了能够在复杂样品环境中工作的无抗体平台开发。本文报道了一种基于工程化 M13 噬菌体显示 SARS-CoV-2 刺突蛋白 S1 结合肽并固定在还原氧化石墨烯（rGO）换能器上的电化学生物传感器。该传感器采用固定低电压偏置下的化学电阻检测机制，实现目标结合后的快速电学读出。在缓冲液及加标复杂基质（胎牛...
噬菌体是感染细菌和古菌的病毒，最初因抗菌活性被用于噬菌体疗法。近年来，噬菌体因对宿主特异性强、对人体无毒、具有自组装纳米结构且易于遗传修饰，被作为功能纳米材料用于组织再生、传感和探针等领域。通过噬菌体展示技术，可在 M13 等丝状噬菌体表面展示特定肽、抗体片段或蛋白，从而赋予其靶向识别、信号放大和材料组装功能。本文综述了工程化噬菌体...
生物传感器研究正快速发展，旨在开发用于生物医学、制药和工业等领域的快速精准分析装置。本文提出一种基于噬菌体的生物传感器方法，利用体外筛选获得的双功能噬菌体与目标分析物及报告染料的相互作用，并依据模型分析物浓度引起的光学性质变化实现检测。研究选用绿色荧光蛋白（GFP）作为模型分析物，因其具有已知光学性质；亮绿（brilliant gr...
Caspase-3是半胱氨酸依赖性蛋白酶，被认为是凋亡相关疾病诊断与预后可靠分子标志物。本研究报道一种基于M13噬菌体的电化学生物传感器，用于通过敏感、特异检测caspase-3评估细胞凋亡。首先利用M13噬菌体库（环肽形式）进行噬菌体展示筛选，获得潜在亲和肽展示噬菌体克隆，序列为CPTTMWRYC。经酶联免疫吸附试验表征其结合亲和...
硝基芳香爆炸物残留对公共安全和人体健康构成威胁，亟需低成本、可现场使用的检测手段。本研究提出一种基于多孔生物相容微球负载细菌生物报告菌的荧光生物传感器，用于检测硝基芳香化合物。聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）微球通过双乳化法和碱处理形成开放多孔结构，具有较大比表面积和良好渗透性，可负载更多工程化大肠杆菌生物报告菌。该工程菌在接触三...
爆炸物、毒品、环境激素和腐败食品等威胁常伴随挥发性有机化合物（VOCs）出现，因此高灵敏、高选择性电子鼻需求迫切。基于M13噬菌体的光电鼻是满足该需求的候选平台，但噬菌体电子鼻仍处起步阶段。本研究结合理论与实验，分析基因工程噬菌体表面化学与其光电鼻性能之间的关联。作者定量分析工程化噬菌体色膜对若干VOCs的反应性，并与密度泛函理论（...
大肠杆菌是水体细菌污染的重要指示菌。本研究报道了一种基于M13噬菌体修饰还原氧化石墨烯（rGO）的无标记化学电阻生物传感器，用于检测大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）等大肠菌群。M13噬菌体作为生物识别元件固定在rGO通道上，可特异性结合带负电荷的E. coli，从而在传感器中产生栅控效应并引起电阻变化。...
基因工程噬菌体是开发高功能生物传感器的有前景策略，但其构型自由度大、实验不确定性和成本高。本文报道一种基于基因工程 M13 噬菌体的快速响应光学比色电子鼻，用于高选择性检测气相爆炸性挥发性有机化合物（VOCs）。噬菌体 pVIII 衣壳蛋白表面展示经计算筛选的三肽序列，使其在可见光区与 VOCs 发生最优相互作用。作者利用经验计算构...
通过硝酸银和表面活性剂介导的生物矿化过程，构建了由表达特异性金结合肽酪氨酸-谷氨酸-谷氨酸-谷氨酸（Y3E）的基因工程 M13 噬菌体模板化金纳米线（Au NWs）组成的光学与比色生物传感器。Y3E-Au NWs 直径约 10 nm，并识别出由相互连接的 M13 噬菌体介导纳米线连续生长的取向生长机制。柔性 Au NWs 在其表面形...
本文报道了一种基于两亲生物材料 M13 噬菌体、单滴喷墨数值模拟和纳米生物墨水合理配方的全喷墨打印柔性纳米生物器件。喷墨打印的单壁碳纳米管（SWNT）与 M13 噬菌体纳米网络电极具有优异的电化学耦合能力和水稳定性，且可通过附加打印系统调控图案化电极与器件的物理化学性质。全喷墨打印电化学场效应晶体管（eFET）表现出 pH 敏感的源...
DJ-1是一种20.7 kDa蛋白，在膀胱癌患者中过表达，其尿液浓度升高可作为膀胱癌标志物，但此前尚无DJ-1生物传感器。本文报道一种病毒生物电阻器（VBR），可在1 min内检测尿液中10 pM的DJ-1。VBR由一对毫米级金电极测量约150–200 nm厚双层聚合物通道的阻抗。上层为90–105 nm电沉积病毒-PEDOT复合层...
基于M13噬菌体的比色传感器，尤其是多阵列传感器，已被证明是检测极微量目标分子的有效平台。该类传感器可通过基因工程M13噬菌体的自组装简便制备，其表面可整合肽库以识别目标物。然而，如何区分多种目标分子仍是关键问题。本文引入层次聚类分析这一统计方法，用于高效处理传感器阵列产生的大量数值结果，从而分类不同目标分子。为提高选择性，作者构建...
本文首次报道一种基于非裂解 M13 噬菌体的高灵敏、高选择性电化学阻抗谱（EIS）细胞传感器，用于粪大肠菌群的早期检测。作者通过循环伏安法在玻璃碳电极表面电沉积金纳米颗粒，并利用 3-巯基丙酸连接子和 EDC/NHS 零长度交联化学将 M13 噬菌体共价固定于金纳米颗粒上，随后用乙醇胺和牛血清白蛋白封闭表面以减少非特异性结合。该 M...
近年来，基于M13噬菌体构建的新型病毒基传感系统受到广泛关注。M13噬菌体具有规则丝状结构、单分散性和可遗传工程改造特性，其pVIII主要衣壳蛋白可通过噬菌体展示技术展示特异性肽段或抗体，从而赋予传感器对化学和生物靶标的高灵敏度与高选择性。M13噬菌体还能在温和条件下通过自组装形成有序薄膜、纳米线或光子晶体结构，并渗入纳米网络，实现...
DNA检测中PCR高特异但依赖热循环仪等实验室设备，限制现场应用。等温扩增技术如锁探针（PLP）介导的滚环扩增（RCA）具有优势，但通常仍需仪器读取扩增产物。为克服该限制并保留PLP-RCA优势，作者开发了一种基于pH变化的比色检测方法。该方法利用DNA聚合酶在等温扩增过程中释放质子导致反应体系pH下降，使pH指示剂酚红发生颜色变化...
本文报道了一种基于M13噬菌体的电容式流动注射生物传感器，用于检测沙门氏菌。以戊二醛为交联剂，将沙门氏菌特异性M13噬菌体固定在聚酪胺/金电极表面。修饰后的电极可通过丝状噬菌体表面展示的氨基酸基团特异性结合沙门氏菌。检测后使用碱性溶液破坏传感表面与分析物之间的结合，使电极可重复使用多达40次。该电容系统重现性良好，相对标准偏差为1....
病毒生物电阻器（VBR）是一种化学电阻器，可将病毒颗粒的识别信息直接传递至外部电路，实现目标蛋白的无标记检测。该器件将尺寸约6 nm×1 µm的丝状M13噬菌体嵌入约250 nm厚的病毒-聚合物复合电阻通道中，噬菌体表面展示的肽配体可特异性结合目标蛋白。VBR的响应通过交流阻抗监测，其复阻抗可用仅含溶液电阻（Rsoln）、通道电阻（...
受哺乳动物嗅觉系统启发，作者开发了一种仿生M13噬菌体纳米结构颜色传感器阵列及智能手机传感网络系统。以M13噬菌体为基本构建单元，通过表面活性剂辅助自模板组装形成柱状层状液晶束状纳米纤维结构色矩阵。噬菌体主要衣壳蛋白pVIII经遗传或化学工程化，展示谷氨酸、WHW肽或苯甲酸等交叉反应受体，暴露于不同目标化学物质后发生快速、可检测的颜...
我们开发了一种用于亚硝酸根离子检测的电化学生物传感器，电极表面修饰 M13 噬菌体与金纳米结构。在 ITO 电极上，将 4E 肽工程化 M13 噬菌体（M134E）与金(III)氯化物混合电解质电化学共沉积，形成金树枝状纳米结构（Au-DNs）。M134E 能特异性成核金前驱体并高效生长树枝状结构，而野生型 M13 和 Y3E 工程...
本文报道了一种用于无标记检测人血清白蛋白（HSA）的简单、整体式双电化学生物传感器。该器件由两个毫米级金电极组成，电极表面均电沉积一层由工程化M13噬菌体与导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT）构成的复合薄膜。M13噬菌体表面展示肽被筛选为选择性结合HSA，作为生物识别元件；两电极间阻抗的实部Zre用于将HSA与噬菌体-...