基于表面等离子体极化激元（SPPs）设计了一种高性能等离子体共振传感结构，由两条金属-绝缘体-金属（MIM）波导与一个横向梯形纳米腔（TLSNC）耦合构成。采用多模干涉耦合模理论（MICMT）分析其传输特性，并用有限元分析（FEA）进行模拟，同时考察不同结构参数对性能的影响。结果表明，该结构在传输光谱中呈现四个高品质共振峰，最高折射...
信号放大是开发基于一次性丝网印刷碳电极（SPCEs）的窄检测窗口生物传感器的关键。本研究报道了一种新型无标记电化学生物传感器，用于赭曲霉毒素A（OTA）的超灵敏检测。首次将氧化石墨烯-DNA（GO-DNA）复合作为易于制备的信号放大器。该传感器基于SPCEs/GO/cDNA-aptamer/3D-rGO-AuNPs结构，通过适配体连...
植入式反射式光学探针中硅胶封装的颜色对传感器性能具有关键影响。本研究比较了红、蓝、黑等彩色硅胶的光学性质，并将其与植入式近红外光谱（NIRS）传感器功能关联。结果显示，对红光和近红外光高反射的红色封装可促进浅层组织散射，使660–950 nm波段光电探测器功率提高约6倍，并使测得的心脏搏动幅度较传统黑色探针提高约3倍，从而增强对心脏...
本研究采用102例确诊2019冠状病毒病（COVID-19）患者的鼻咽拭子样本，其中有症状患者82例、无症状患者20例，评估三种SARS-CoV-2抗原检测推断病毒活跃复制（潜在可传播）或非活跃复制（潜在不可传播）状态的能力。研究以SARS-CoV-2亚基因组RNA（sgRNA）RT-PCR作为活跃复制参考标志。结果显示，在63例s...
癌症诊断研究在生物传感器领域日益重要，强调利用独特探针设计作为传感器与执行器，识别蛋白、DNA、RNA或miRNA。本研究设计荧光素异硫氰酸酯（FITC）探针与生物素化探针，采用双探针策略检测尿液miR-21和miR-141；二者均与结直肠癌的发生、进展密切相关，是主要致死致残原因之一。传感器主体为修饰的丝网印刷碳电极（SPCE），...
光介导的蛋白定位控制是操控和解析复杂生物系统的重要方法。此前，作者将经典 6-硝基二氧六环羰基（NVOC）光笼基团引入定位于细胞质膜内叶的甲氧苄啶（TMP）配体，构建了光活化自定位配体（paSL），可在约 400 nm 紫光照射下将工程化大肠杆菌二氢叶酸还原酶（DHFR）融合蛋白从胞质快速招募至质膜。然而 NVOC 型 paSL 光...
本文报道了一种基于紫外辅助气体传感器（UV-AGS）的无接触光电化学生物传感器，其核心为自制三维（3D）SnS2纳米片修饰的叉指电极。系统考察表明，紫外照射可加速气体响应并提高灵敏度。通过三维静电场模拟和第一性原理密度泛函理论，进一步揭示了层间结构与肖特基异质结在紫外照射下对O2和NH3气敏响应的影响机制。基于该原理，作者构建了UV...
本文报道了一种用于神经形态电子舌的新型仿生人工味觉神经元传感器，基于金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。该器件模仿生物味觉神经元，在扩展栅极上同时检测溶液中化学物质的离子浓度，并在MOSFET中编码为脉冲信号，使其可作为脉冲神经网络（SNN）的输入神经元。这种传感器内神经形态功能可降低传统电子舌硬件的能耗与面积。作者分别采...
砷是生态系统中普遍存在的类金属元素，自然与人为活动使其广泛分布于地下水、土壤和空气中。长期暴露于较高砷水平的人群已超过2亿，易患癌症、神经、皮肤、心血管、生殖、肝肾及胃肠等疾病，因此环境砷检测具有重要意义。现有原子光谱、质谱、色谱等仪器方法灵敏度高，但设备昂贵、分析时间长，难以现场即时检测。生物传感器作为快速定性定量分析平台，在环境...
随着冠状病毒快速传播和多代变异，快速药物研发变得迫切。解决该问题的主要障碍是在分子水平上充分构建细胞膜，以便在体外定量观察细胞对病毒和药物分子的响应，缩短药物实验周期。本文提出一种基于支持脂质双层（SLB）的芯片生物传感器，用于快速、无标记地筛选有效抑制药物。作者制备了扩展栅电极，并通过嵌入血管紧张素转换酶2（ACE2）受体的SLB...
针对蜂蜜等复杂食品基质中农药与抗生素残留的安全检测需求，本文提出一种将竞争性免疫分析与新型高基频石英晶体微天平带耗散（HFF-QCMD）阵列生物传感器相结合的方法，用于蜂蜜中噻苯咪唑（thiabendazole, TBZ）和磺噻二唑（sulfathiazole, SFZ）残留的同时检测。与液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）相比，...
自2010年以来，DNA纳米技术迅速发展，使DNA不再仅作为遗传物质，而成为构建生物传感器的新型材料。核酸探针具有与目标基因互补杂交、可形成DNAzyme、DNA连接体和适配体等多种功能结构，并可在5′或3′端引入巯基、氨基或荧光基团；通过连接体或DNA折纸还可构建多功能生物探针。与此同时，纳米材料推动了等离激元生物传感器的发展，提...
白介素-6（IL-6）是炎症、晚期COVID-19及多种癌症（包括卵巢癌）的生物标志物。本研究开发两种基于阵列表面等离子共振成像（array SPRi）的血浆IL-6检测生物传感器。一种以小鼠单克隆抗IL-6抗体为识别元件，经半胱胺连接臂固定于金表面；另一种以IL-6特异性抑制剂galiellalactone为识别元件，经十八烷硫醇...
血糖浓度是维持人体和动物代谢稳态的重要指标，糖尿病患者常需每日监测，给社区医院和家庭医疗带来负担。光纤传感器因结构紧凑、响应快、灵敏度高、成本低且操作简便，在生物医学检测中应用广泛。本文构建了一种基于光纤端固定支撑桥的法布里-珀罗（FP）腔生物传感器，用于快速检测血清中的葡萄糖浓度。利用飞秒激光双光子聚合微加工技术，在单模光纤端面打...
沙门氏菌病在全球长期存在，尽管已有多种诊断方法，仍需要简便有效的检测系统。本文报道了一种用于捕获抗原性沙门氏菌细胞的透析膜电极界面盘，其上固定特异性抗体。当特异性沙门氏菌抗原与小鼠抗沙门氏菌单克隆抗体、偶联辣根过氧化物酶（HRP）的兔抗小鼠二抗以及底物邻氨基苯酚发生反应时，产生响应信号输出电流。该电流通过由镉参比电极和玻璃碳工作电极...
本研究构建了一种用于亚硝酸盐检测的微生物光学生物传感器。以硅蛋白多肽R5为生物矿化模板，在体外仿生硅化过程中将Raoultella planticola全细胞及NAD(P)H辅因子包埋于仿生纳米二氧化硅基质中，形成稳健的生物硅固定化载体。随后将发色pH探针钌(II)(bipy)2(phenanthroline-benzoylthio...
双酚A（BPA）因长期暴露可能影响人体内分泌系统而成为关注污染物。本文提出一种基于磁分离和表面增强拉曼散射（SERS）的新型适配体传感器，用于痕量BPA的超灵敏、高特异检测。捕获单元由巯基化BPA适配体互补DNA固定于金纳米粒子包覆的磁性高岭土纳米管（MNTs@AuNPs）上构成；信号单元为巯基化BPA适配体修饰的Au@4-MBA@...
新型生物传感器技术及其作为可穿戴设备的应用，为传统西方医学和个人健身追踪提供了移动性与灵活性。在生物传感器开发中，换能器是将生物事件产生的信号转换为可检测输出的核心元件。换能器的功能与设计，结合合适的生物识别元件和读出电子的微型化，在构建用于个人健康管理的可穿戴设备中起关键作用。疫情推动的数字健康转型，使面向即时检测（POC）和可穿...
嗜肺军团菌可通过多种水系统引发点状暴发，因此亟需快速准确检测工业与环境水中致病细菌的生物传感器。本研究评估了多克隆抗体（pAb）和靶向细菌脂多糖（LPS）的重组抗体（recAb）在表面捕获活嗜肺军团菌的条件。通过免疫捕获与 qPCR 定量，作者发现：在 PBS 或含其他非目标菌的混合体系中暴露于活嗜肺军团菌时，recAb 捕获的嗜肺...
在全球推进碳达峰与碳中和背景下，由生物质原料经热解制备的生物炭因富含碳、具有良好载体、催化与吸附性能，日益受到关注。生物炭性质类似碳纳米管和石墨烯，可作为电化学生物传感器或生物传感器的基础材料。然而，生物炭在电化学传感技术中的应用研究仍处于起步阶段，仍面临诸多挑战。为更好推动该领域研究，本文系统综述了近5年发表的有关生物炭基电化学传...