由SARS-CoV-2引起的新冠病疫情持续影响全球，准确快速诊断对识别感染者、控制传播至关重要。目前PCR是诊断金标准，但集中式检测存在可及性和效率不足。近年来，光学生物传感器在成本、分析性能和便携性方面取得进展，有望将预防与诊断服务从临床延伸至点需求场景。本文综述了新冠疫情期间具有商业相关性的光子技术以及新兴光学生物传感器研究，重...
本文开发了一种肉眼可见、无需仪器、无标记且免RNA提取的SARS-CoV-2检测方法，以RNA病毒为案例。该方法利用DNA作为模板，在反义寡核苷酸（ASO）末端额外多聚鸟嘌呤（G12）序列上原位合成各向异性金纳米颗粒（AuNPs），无需化学修饰或标记。针对SARS-CoV-2 N基因（核衣壳磷蛋白）保守区设计4条ASO，形成多价AS...
快速准确识别病原体对控制新发传染病至关重要。现有核酸检测虽可用于新冠诊断，但病毒RNA不稳定，易因操作不当导致假阴性；基于S1抗原的快速检测也因临床样本病毒载量下降而出现假阴性。有机场效应晶体管（OFET）若将受体分子有效整合到导电通道中，可实现高灵敏检测。本文提出以血管紧张素转换酶2（ACE2）作为SARS-CoV-2受体，构建O...
早期快速筛查诊断对传染病和难治性疾病的识别、预防与评估至关重要。本研究报道了一种基于铂纳米颗粒（PtNPs）的光学密度换能器（OD-CRISPR），作为低成本、易操作的 CRISPR/Cas12a 诊断平台。OD-CRISPR 利用具有超高过氧化物酶模拟活性的 PtNPs 提高检测灵敏度，从而缩短检测时间并降低成本。该平台可在 30...
2019年底，严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2，俗称COVID-19）在全球暴发并引发大流行。SARS-CoV-2持续演化并造成严重健康威胁和大量死亡。本文综述SARS-CoV-2概况、传统诊断工具，以及具有独特性能的新兴纳米材料在制备用于SARS-CoV-2诊断的生物传感器器件中的作用。智能与智能化纳米材料赋能的...
为防控严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）疫情，疫苗接种已成为重要手段，但疫苗可能引起疲劳、肌痛、血栓和心肌炎等不良反应，因此接种前监测抗SARS-CoV-2刺突蛋白（S蛋白）抗体水平具有重要意义。本研究开发了一种新型剪切水平表面声波（SH-SAW）生物传感器，其传感区涂覆SARS-CoV-2三聚体S蛋白，可在40秒...
自2019年11月SARS-CoV-2在中国武汉首次报告以来，2019冠状病毒病（COVID-19）大流行对全球数十亿人造成重大经济社会影响。虽然基于聚合酶链反应（PCR）的技术是检测患者SARS-CoV-2的可靠方法，但医疗机构对低成本、快速、舒适且准确的即时检测（POCT）需求迫切。本综述介绍了SARS-CoV-2病毒结构及源自...
由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发的新冠疫情加速了基于新材料和新技术的生物传感器开发。本文报道了一种快速、低成本的光学生物传感器，采用光致发光光谱法检测抗SARS-CoV-2抗体。该传感器以半导体共轭聚合物F8T2薄层作为信号换能材料，通过旋涂沉积F8T2，并滴加带有疏水相互作用标签的工程化SARS-CoV-...
糖聚合物材料已成为一类重要的生物聚合物，因其潜在应用而受到科学界关注。近年来，它们被视为独特的合成生物材料，并用于直接治疗、医用粘合剂、药物/基因递送系统和生物传感应用。因此，理解糖聚合物基材料研究的最新进展对下一阶段生物材料研究至关重要。本综述讨论了糖聚合物基材料最常用的合成方法、基于结构-功能相互作用的性质，以及这些材料在生物传...
新冠疫情是21世纪严重大流行病，主要侵犯呼吸道并引起流感样症状。截至2021年1月22日，WHO报告全球累计死亡2,082,745例、确诊96,267,473例。病毒主要通过吸入和接触污染表面传播，潜伏期2–14天，多数感染者无症状。由于当时缺乏特效治疗与疫苗，社交距离、个人防护装备和勤洗手成为主要防控手段。大规模、快速检测对控制传...
早期准确诊断 SARS-CoV-2 对疫情防控至关重要，亟需超灵敏且快速的检测方法。CRISPR 检测系统具有快速检测 SARS-CoV-2 的潜力，但检测极低病毒载量仍具技术挑战。本文报道了一种基于 CRISPR/Cas12a 的超灵敏电化学生物传感器（CRISPR-SPCE），将 CRISPR 单链 DNA 报告探针固定于丝网印...
石墨烯场效应晶体管（GFET）生物传感器因高比表面积和费米能级对表面带电生物分子的高敏感性而具有优异灵敏度。多数已报道 GFET 使用笨重外部参比电极，限制芯片集成并增加成本。本研究采用片上集成液态金电极的 GFET 阵列，用于 SARS-CoV-2 检测，并分别用抗体或适配体功能化以选择性结合刺突蛋白。适配体功能化 GFET（Ap...
新冠疫情引发组织范式转变，其短期与长期影响尚未被充分理解。本文综述以纳米材料为基础，用于SARS-CoV-2预防、检测、诊断和治疗的多种方法。纳米结构按维度可分为纳米颗粒、量子点、纳米线、碳纳米管、薄膜和纳米复合材料，可通过自上而下和自下而上方法制备。纳米材料高比表面积使其适合构建高灵敏电荷/场传感器，包括电学、化学、光学和气体传感...
新冠疫情持续威胁人类健康、经济与社会关系，全球科学家不断开发新型快速病毒检测工具。本文报道一种用于即时检测（point-of-care, PoC）SARS-CoV-2 的生物传感器平台，可在实验室条件和住院患者拭子样本中快速检测刺突蛋白（S protein）。该平台是作者前期工作的延续与改进，核心为基于微控制器的读出电路，用于测量叉...
开发精准高效的诊断工具可实现感染者早期治疗与隔离，从而限制2019冠状病毒病（COVID-19）传播。目前临床常用的严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）检测方法存在检测时间长、需要专业人员及复杂台式仪器等局限，难以满足快速现场筛查需求。传感器技术的进步重新激发了对电化学生物传感器微型化的兴趣，其具有响应快、操作简便、...
本研究在厄瓜多尔两个实验室对三种市售 SARS-CoV-2 快速抗原检测（RDAgT）进行多中心、独立于厂家的临床性能与解析灵敏度评估，并与 RT-qPCR 金标准比较。共纳入 1646 份社区人群鼻咽拭子，其中 379 份 RT-qPCR 阳性。三种试纸条分别为 Rapigen、SD-Biosensor 和 Certest，均基于...
本文报道了一种用于完整SARS-CoV-2病毒选择性检测的双识别无标记电化学生物传感器。该传感器以丝网印刷碳电极（SPCE）为基底，通过原位生长法在其表面构建镍-苯三甲酸金属有机框架（Ni3(BTC)2 MOF）作为高性能表面基底。Ni3(BTC)2 MOF具有高比表面积和良好生物相容性，可共价固定SARS-CoV-2 S蛋白特异性...
由SARS-CoV-2引起的COVID-19疫情已引发全球公共卫生危机。了解该病毒的基本结构、病因、细胞进入机制、膜劫持及免疫应答，是开发有效疫苗和药物的关键。本文综述了液晶集成纳米技术与多种纳米制剂在应对SARS-CoV-2中的应用。已有研究表明，纳米制剂可提高现有抗病毒药物的疗效，或诱导针对COVID-19病毒的快速免疫应答。文...
细菌、病毒和寄生虫等病原微生物可引起传染性疾病，早期检测对阻断传播、应对疫情以及资源有限地区的公共卫生至关重要。侧流层析试验（lateral flow assay, LFA）是一种操作简单、可一次性使用、成本较低的诊断装置，可用于检测血液和尿液中的生物标志物，并在新冠疫情期间受到广泛关注。本文首先系统梳理现有LFA的设计原则、基本结...
本研究开发了一种基于花菁3（Cy3）的新型生物偶联荧光传感器，用于通过荧光共振能量转移（FRET）检测与2019冠状病毒病（COVID-19）相关的目标DNA或从COVID-19样本中提取的RNA。研究选择SARS-CoV-2基因组中的一段特定序列作为互补DNA（目标DNA）部分，并将该目标序列的反向链设计为两段：一段连接Cy3有机...