为满足 SARS-CoV-2 快速、灵敏的即时检测需求，作者设计并制备了一种基于氮/氧掺杂碳量子点（N/O-CQDs）嵌入环氧基功能化羧甲基纤维素（EP-CMC）薄膜的新型荧光生物传感器。该平台通过共价固定抗 SARS-CoV-2 刺突蛋白单克隆抗体，利用 320 nm 激发、440 nm 发射的荧光猝灭与恢复机制实现定量检测。傅里...
微流控生物传感器为冠状病毒的实时分析提供了小样本量解决方案。本研究采用田口正交表 L9(34) 优化用于快速检测 SARS-CoV-2 的生物芯片，设置雷诺数（Re）、Damköhler 数（Da）、Schmidt 数（Sc）和反应表面无量纲位置（X）四个关键参数，共九组实验。通过信噪比（S/N）和方差分析（ANOVA）确定最优参数...
与实时荧光定量PCR相比，CRISPR-Cas技术更适合即时检测，但常规流程常含扩增与检测两步，易交叉污染。为快速检测SARS-CoV-2，作者提出MCTOP方法，即MCDA-CRISPR-Cas12b一锅法，靶向ORF1ab和N基因。该方法将MCDA等温扩增与CRISPR-Cas序列特异性检测整合于同一反应管，在64°C下分别进行...
本研究展示了一种用于快速、精确且高灵敏电化学检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）的生物传感器试纸条。该试纸条通过将特异性抗SARS-CoV-2单克隆抗体（mAb）固定于经聚苯胺-二氧化钛纳米管（PANi-TNT）修饰的商用丝网印刷碳电极（SPCE）表面制备而成。便携式传感装置由该抗体功能化试纸条与可无线连接Win...
新冠疫情凸显了快速、高灵敏且选择性病毒检测方法的必要性。基于表面的DNA生物传感器因灵敏度高、成本低且可集成微流控系统而具有应用潜力，但其性能高度依赖于固相表面单链DNA探针的固定密度与杂交效率。本文提出一种以分支肽作为锚定单元和侧向间隔物的策略，用于在硼硅酸盐玻璃片上高密度固定DNA探针。首先通过等离子活化与硅烷化在玻璃表面引入炔...
本文描述了一种用于处理 COVID-19 光学检测器信号的机器学习方法。采用多层感知机（MLP）和支持向量机（SVM）分别处理原始数据和特征工程数据，实现了对 SARS-CoV-2 病毒的定性检测，检测浓度可低至 1 TCID50/mL。有效检测实验包含 486 个阴性样本和 108 个阳性样本；使用未进行抗体功能化的生物传感器检测...
2019冠状病毒病（COVID-19）大流行凸显病毒传播对全球生物安全的重大威胁。早期检测和治疗是控制疫情的关键。严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）目前主要依靠常规分子方法检测，但这些方法耗时长、依赖高技能人员、昂贵设备和生化试剂，且检测准确性有限，难以满足应急需求。纳米材料与生物技术的交叉进展，尤其是纳米材料基生...
本研究提出一种多策略增强局域表面等离子共振（LSPR）传感器芯片检测SARS-CoV-2的方法。将聚酰胺胺（PAMAM）树状大分子固定于LSPR芯片表面，作为模板进一步偶联针对SARS-CoV-2刺突蛋白受体结合域（SRBD）的适配体。固定化树状大分子可降低表面非特异性吸附并提高捕获配体密度，从而提升检测灵敏度。以不同表面修饰的LS...
DNA 具有优异生物相容性、可编程机械性质和纳米尺度结构可寻址性，是构建高精度生物医学纳米机器人的理想材料。本文提出一种受人手、鸟爪和噬菌体启发的 DNA 纳米机器人手，称为 NanoGripper（NG），其由一个手掌和四个可弯曲手指组成。每个手指含三节指骨，由两个可旋转关节连接，可响应与结合伴侣的相互作用而弯曲。NG 可被工程化...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）于2020年被宣布为全球大流行。随着病毒在全球迅速传播并不断出现新变异株，迫切需要开发用于其快速检测的诊断试剂盒。逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测因具有已验证的准确性和可靠性，被宣布为疾病检测的金标准。然而，尽管其可靠，PCR运行所需的专业设施、试剂和较长时间限制了其在快速检...
本文针对新型冠状病毒 SARS-CoV-2 诊断，对异质结构表面等离子共振（SPR）生物传感器进行了性能比较。研究基于传输矩阵法（TMM）计算反射率，并采用有限差分时间域（FDTD）方法分析石墨烯-传感层接触附近的电场强度。比较了 BaF2、BK7、CaF2、CsF、SF6 和 SiO2 等棱镜，TiO2 和铬等粘附层，Ag 和 A...
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...
微流控生物传感器在快速检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）中具有重要作用。已有研究表明，目标抗原的动力学结合反应受工艺参数强烈影响。本研究旨在采用两种不同方法优化微流控生物传感器性能：Taguchi优化和人工神经网络（ANN）优化。采用Taguchi L8(2^5)正交表，对微通道形状、生物传感器位置、施加交流电...
在生物传感器从实验室原理验证到实际使用之间，通常需要经过优化与封装。本文报道一种用于SARS-CoV-2检测的电容式生物传感器及其电子读出电路的封装与优化。传感器采用金互指电极，表面涂覆光敏干膜ORDYL SY 300，经UV曝光和显影在敏感区形成液滴井，限制样品液体扩散，降低因液体扩散引起介电常数变化和电容测量误差；同时形成保护层...
生物材料是与生物系统相互作用的物质，已被广泛研究以理解生命体并获得科学启发（如仿生）。然而，生物材料的许多方面尚未完全理解。由于液晶相普遍存在于生物材料中（如胆固醇、两亲物、DNA、纤维素、细菌），大量研究尝试用液晶概念解决未决问题。本综述介绍这些研究，探讨生物材料与液晶之间的相互作用关联。首先，我们介绍DNA、纤维素纳米晶体和细菌...
由于 SARS-CoV-2 感染迅速增加，WHO 宣布疫情。早期诊断有助于控制。本文报道一种基于垂直隧道场效应晶体管（VTFET）的无标记生物传感器，用于从临床样本中检测 SARS-CoV-2，通过分析其刺突蛋白（S蛋白）、包膜蛋白（E蛋白）及互补 DNA（cDNA）的介电特性实现。传感器在氧化层中刻蚀形成纳米间隙，将目标生物分子固...
2019冠状病毒病（COVID-19）大流行对准确早期诊断和监测提出了迫切需求。本文报道了一种用于人唾液中SARS-CoV-2检测的无标记快速电化学即时检测（POC）生物传感器，以弥补传统核酸扩增方法的不足，并利用一次性电化学传感器芯片对病毒载量进行定量评估，从而在任意场所追踪感染状态。该传感器将金纳米颗粒（GNp）和硫堇（Th）以...
本研究为设计基于Bi2Se3-石墨烯范德华异质结构的新型等离子体生物传感器提供理论见解。该结构由金（Au）膜、少五元层（QL）Bi2Se3和少层石墨烯堆叠构成。特别地，所提生物传感器基于Goos-Hänchen（GH）位移而非相位产生，因而具有更敏感的传感响应。在632.8 nm激发下，通过改变Bi2Se3-石墨烯异质结构厚度获得显...
本研究采用田口方法优化一种集成流约束微流控生物传感器的性能，用于快速检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）。该传感器由生物识别元件与换能器组成，其性能与灵敏度、特异性、可靠性和快速检测能力密切相关。作者首先建立微通道内流体流动、分析物传质和抗原-抗体结合动力学的物理模型，并用有限元法求解；模型通过与已有实验结果比...
当前新冠疫情凸显快速、可重复检测手段的迫切需求。RT-qPCR 引物高度特异且依赖已知序列，病毒基因组突变（如 Delta、Omicron 及其亚型）可能导致引物失配，造成漏检。本文报道一种基于金纳米颗粒（AuNPs）比色法与表面增强拉曼散射（SERS）的双平台 DNA 生物传感器，用于检测 SARS-CoV-2 及其新变异株。该传...