具有商业价值的酶（如脂肪酶、淀粉酶、漆酶、植酸酶、碳酸酐酶、果胶酶、麦芽糖酶、葡萄糖氧化酶等）具有多功能特性，已广泛应用于精细化工、环境、医药、化妆品、能源、食品、农业和营养保健品等领域。然而，生物催化剂在苛刻工业条件下常存在稳定性差、难以回收和重复使用等局限。将酶固定化可显著提高其操作稳定性、催化活性并便于重复使用。目前，功能化聚...
为实现更高整流度，离子二极管需要可控的几何不对称结构，但传统制备工艺难以实现。本文提出一种基于不对称纳米通道网络膜（NCNM）的双极离子二极管，通过双极表面电荷协同与微通道几何优化，在实验和多物理场数值模拟中实现约1600的最高整流度。正向偏压下，阳离子选择性NCNM（CS-NCNM）与阴离子选择性NCNM（AS-NCNM）之间的异...
开发小型化、低成本且智能的糖尿病闭环系统可显著改善患者生活质量。传统闭环装置体积大、价格高。本文首次展示一种电控制柔性闭环贴片，用于糖尿病连续管理，其将中空可降解微针与生物传感器件和电渗泵集成。中空微针通过软光刻与微加工结合制备；微针外层功能化为生物传感器件，用于原位灵敏、准确地监测组织间液葡萄糖；内层集成柔性电渗泵用于递送胰岛素，...
背景：以实时聚合酶链反应（RT-PCR）作为 SARS-CoV-2 检测金标准在疫情暴发时面临压力。本研究旨在评价快速抗原家用检测（RAHT）作为替代检测方法与 RT-PCR 相比的性能。方法：纳入 79 例 RT-PCR 阳性及 217 例阴性患者；阳性病例要求从症状出现到确诊时间小于 5 天。RAHT 使用鼻腔拭子，RT-PCR...
在酶基生物传感器中，Ag/AgCl 参比电极溶出的 Ag+ 会抑制酶活性。本文以胆红素氧化酶（BOD）为模型酶，研究 Ag+ 对直接电子转移（DET）型生物电催化活性的影响，并探索抑制机制与保护策略。通过动力学分析、原子吸收光谱（AAS）和可见吸收光谱，证实 Ag+ 可结合 BOD，并主要结合到 I 型铜（T1 Cu）位点，导致 O...
本研究开发了一种基于双功能哑铃探针的荧光生物传感器，用于肺癌细胞和组织中微小RNA（miRNA）的级联放大检测。该传感器将引物交换反应（PER）与CRISPR-Cas12a系统整合：目标miR-486-5p与哑铃探针结合后暴露引物结合区，短引物在Bst large fragment DNA聚合酶作用下延伸，并通过分支迁移释放探针，循...
医疗物联网（IoMT）是由医疗器件、传感器和可穿戴生物传感器等组成的生物网络，通过无缝通信医疗数据推动个性化医疗服务，降低应急成本并提升医疗质量。随着现代技术发展，医疗器件日益普及，但其资源受限和开放连接带来严重安全与隐私风险。IoMT设备漏洞可能使攻击者非法访问医疗与敏感个人数据，甚至对患者造成身体伤害。为保护IoMT设备安全与患...
肿瘤来源外泌体作为液体活检标志物在肿瘤精准诊断中具有重要前景，但兼具高灵敏度与便捷性的可视化外泌体检测方法仍是临床应用的挑战。本文构建了一种基于滚环扩增（RCA）辅助平台的双信号放大比色生物传感器，可视觉检测白血病来源外泌体。为减少血清成分干扰，先将触发探针-适配体复合物修饰在磁珠（MBs）上用于识别外泌体；外泌体存在时，适配体与外...
钾离子（K+）在体液中的准确测定对健康监测和疾病诊断具有重要意义。基于DNA G-四联体（GQ）与特异性荧光探针硫黄素T（ThT）的无标记生物传感器是K+检测的简便方法之一，但通常灵敏度不足。本研究发现，在低浓度下，K+可与ThT竞争结合由寡核苷酸形成的双分子GQ或四分子GQ，使ThT荧光发射随K+浓度升高而降低。基于该竞争性结合机...
当前世界因新发新冠病毒的变异而处于严重担忧之中。随着疫情持续，迫切需要快速、准确的检测装置，以生物传感器和即时检测（POCT）形式检测新发SARS-CoV-2疫情。此外，个人防护工具、抗病毒表面、可穿戴设备和智能手机的快速发展，为随时随地简化自我诊断提供了可能。本综述首先简要介绍COVID-19的定义、传播、病理生理、识别与诊断、变...
实时监测代谢通量需要能将代谢物浓度变化转换为可读信号的传感分子。荧光RNA生物传感器因仅在结合目标分子时发光而具有应用前景，但此前尚缺乏可直接观察哺乳动物细胞内关键代谢物的此类工具。作者以体外筛选获得的果糖-1,6-二磷酸（FBP）结合RNA适配体C45和可结合DFHBI的荧光RNA Baby Spinach为基础，构建嵌合RNA文...
本研究开发了一种新型三明治型电化学生物传感器，用于前列腺特异性抗原（PSA）的特异性识别和前列腺癌早期诊断。该传感器将生物素化抗PSA抗体（Ab1）包埋于D-青霉胺（DPA）修饰的皱褶硅酸盐纳米颗粒（WSN，KCC-1-NH2-DPA）中，并首次合成该材料用于生物大分子固定。免疫传感器按三明治免疫策略构建，随后采用循环伏安法（CV）...
基于氨基功能化金属有机框架 Cu-MOF-NH2 的自增强光电化学性质，构建了用于卡那霉素检测的光电化学生物传感器。该传感器充分利用 Cu-MOF-NH2 中配体到金属电荷转移（LMCT）机制下激发态电子转移带来的低电子-空穴复合率。卡那霉素适配体通过席夫碱反应修饰到 Cu-MOF-NH2 表面。当存在卡那霉素时，Cu-MOF-NH...
在微生物细胞工厂中实现最优生产并抵抗胞内与环境扰动，需要对目标代谢通路进行动态反馈调节。本文针对广泛存在于代谢工程应用（如苯丙素类化合物生产）中的汇合型代谢通路基序，提出一种考虑体内实现细节的现实模型，并建立基于多目标优化的方法，用于对组成分子生物控制器和生物传感器装置的基因回路元件进行最优调谐，以构建动态调节策略。该方法能够处理受...
微小RNA（miRNA）是参与生物过程、由细胞释放并存在于血液等生物流体中的生物标志物。过去十年，核酸生物传感器发展迅速，因为核酸检测可应用于早期诊断。有效传感器需灵敏、特异、快速。本文报道一种新型电化学生物传感器，可在30 min内快速检测，并因集成微流控芯片而达到低至1 aM的检出限。已有文献多报道位于链中部的单碱基错配特异性。...
类似乙酰胆碱酯酶，植物来源酯酶活性也可被有机磷农药抑制。本文提出一种以菜豆酯酶（KbE）为识别酶的电化学生物传感平台，用于高灵敏测定有机磷农药。采用高效经济的水两相萃取法纯化 KbE。将羧基化石墨烯/碳纳米管复合材料（cCNTs–cGR）和 PDDA 包覆金纳米颗粒（PDDA-AuNPs）修饰于玻璃碳电极，构建生物相容固定化环境并加...
本研究在铅笔石墨电极（PGE）表面修饰聚吡咯（PPy）和花状铂/镍钴尖晶石纳米复合（FL-Pt/NiCo2O4），构建新型电化学 DNA 生物传感器，用于检测抗肿瘤药物氯氨苯（CHB）。采用能量色散 X 射线（EDX）、X 射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征所合成纳米复合。差分脉冲伏安法（DPV）用于评估 DNA 传感...
食品中病原菌的早期检测对食品安全和公共卫生至关重要。传统微生物培养、ELISA 和 PCR 方法虽可用于沙门氏菌鉴定，但耗时长、操作繁琐且成本较高。本研究设计并制备了一种基于细菌印迹聚合物（BIP）的电化学生物传感器，用于快速、选择性检测鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）。该传感器以金丝网印刷电极为基底，...
脂多糖（LPS）或内毒素是革兰氏阴性菌外膜的重要成分，与脓毒症、感染性休克及多种临床和环境风险相关，其准确、特异检测对医疗、食品和水质安全至关重要。传统方法包括培养计数、鲎试剂（LAL）试验和酶联免疫吸附试验（ELISA），但存在灵敏度不足、耗时长、操作复杂或交叉反应等问题。本文综述了近年来用于LPS检测的纳米生物传感器，重点讨论光...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发的2019冠状病毒病（COVID-19）具有强传染性和高致病性，其刺突蛋白与肺细胞表面血管紧张素转换酶2（ACE2）高亲和力结合，使快速、准确、低成本且便携的诊断工具成为疫情控制的关键。逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）虽为常用确诊方法，但依赖实验室、耗时长且操作复杂；胸部CT...