传染病快速检测对诊断和感染防控至关重要。本文提出一种等离子体增强数字化生物传感器，用于快速检测核酸。该传感器由纳米盘阵列和结合在纳米盘粗糙表面的Bst聚合酶组成，粗糙表面形成等离子体热点以增强荧光信号。病毒DNA通过修饰的环介导等温扩增（LAMP）在传感器上检测，其中使用荧光共振能量转移（FRET）报告探针偶联引物。该修饰等温扩增方...
D-2-羟基戊二酸（D2HG）因基因突变导致D-2-羟基戊二酸尿症及相关癌症中过量产生，准确分析有助于快速诊断和及时治疗。本研究克隆并重组表达了来自茄科黄单胞菌的D-2-羟基戊二酸脱氢酶（RsD2HGDH）。该酶无需额外辅酶即可向化学电子介体（如亚甲基蓝MB）直接传递电子，从而避免使用商业D2HGDH天然电子受体NAD+，后者不稳定...
近年来，小分子生物传感器在合成生物学与生物化学研究中日益重要，相关新应用不断涌现。然而，许多细菌小分子生物传感器的实际效用受到功能不足的限制，包括工作范围、动态范围和化学特异性不理想。本文系统综述了细菌细胞内已知的小分子生物传感器机制类型，并总结了用于优化不同功能参数的工程策略。文中讨论了直接改造传感器基因的方法，如定向进化、结构/...
抗细菌表面和基于抗体的细菌检测涂层在生物传感器与生物医学器件设计中需求增长，但缺乏深入比较。光学波导光模光谱（OWLS）可无标记、非侵入、原位表征蛋白质和细菌吸附，并灵活测试多种表面涂层。本文建立基于 OWLS 的方法，用于开发抗细菌表面，并表征不同抗体涂层用于细菌检测的层结构与亲和力。为测试非特异性结合封闭剂，OWLS 芯片分别涂...
自2014年报道以来，激光诱导石墨烯(LIG)因制备快速、无掩模、低成本且可定制而受到广泛关注，在可穿戴电子和生物传感器领域展现出应用潜力。LIG可在多种基底和碳源上制备，如有机薄膜、植物、纺织品和纸张等。本文系统综述LIG的最新制备方法与典型应用进展，涵盖机械传感器、温湿度传感器、电化学传感器、电生理传感器、加热器和执行器等柔性电...
快速抗原检测（Ag-RDT）是检测 SARS-CoV-2 感染最常用的即时检测工具。本研究为横断面诊断准确性研究，在荷兰三个公共卫生检测点连续纳入 16 岁以上受试者，评估 BD-Veritor、PanBio 和 SD-Biosensor 三种 SARS-CoV-2 Ag-RDT 的性能，并以 RT-PCR/TMA 分子检测为参考。...
本研究开发了一种基于级联i-motif的可逆电化学阻抗策略，用于pH和末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）分析。该策略利用TdT在脱氧胞苷三磷酸（dCTP）存在下催化5′-巯基DNA修饰金电极表面3′-OH末端延伸，生成足够长的富含胞嘧啶（C）DNA。中性条件下，TdT生成的C-rich DNA保持不规则单链状态；酸性条件下，部分C质子化...
本研究针对非均相微流控免疫分析中SARS-CoV-2 S蛋白（目标分析物）与固定抗体（配体）的结合反应动力学，开展了三维有限元模拟。作者设计了两种具有不同反应表面形状和电极几何结构的微流控生物传感器：一种反应面为圆盘，另一种为环形，二者均位于微通道底壁并距入口100 μm。模拟中在电极上施加交流电压，利用交流电热（ACET）力扰动流...
本文综述了纳米技术赋能的 CRISPR/Cas 策略在传染病诊断与治疗中的应用。CRISPR/Cas 系统通过 crRNA/sgRNA 引导 Cas 蛋白识别并切割特定核酸序列，已成为安全、靶向且高效的基因编辑与核酸检测工具。作者指出，传统病毒载体递送存在免疫原性、插入致癌、保留和靶向递送等限制，而定制聚合物纳米颗粒、脂质纳米颗粒、...
本文报道了一种用于即时检测癌胚抗原（CEA）的新型便携式电子生物传感器的完整开发。器件以还原氧化石墨烯（rGO）为基底导电层，并采用新型含氮半导体四嗪聚合物 PhPTz 作为抗 CEA 抗体的固定基质。PhPTz 一方面通过四嗪环氮原子与抗体肽段及 N-糖链形成协同氢键，实现抗体的有效固定；另一方面将抗体-抗原结合引起的电荷密度变化...
检测并定量宿主对流感病毒感染的转录反应，可作为临床管理的实时诊断工具。本研究利用巨磁阻（GMR）生物传感器的多路复用能力，开发了基于流感元签名（IMS）的新型检测方法，通过转录本水平对流感感染进行分类。结果表明，该检测可可靠检测 10 个 IMS 转录本，并能将自然感染流感的受试者与其他有症状病毒感染受试者区分开（AUC 0.93，...
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和邻苯二甲酸酯（PAEs）被广泛用作塑料和增塑剂。近年来，PET 和 PAEs 的酶促降解受到关注，但缺乏有效检测其主要水解产物邻苯二甲酸（PA）和对苯二甲酸（TPA）的筛选方法，限制了相关降解酶的定向进化。本研究通过定向进化来自 Pseudomonas putida 的混杂转录因子 XylS，获得两个...
急性髓系白血病（AML）化疗常通过诱导活性氧（ROS）过量杀伤肿瘤细胞，而H2O2在细胞内呈区室化动态分布。外源化学荧光探针可能干扰细胞代谢，遗传编码荧光传感器可实时、动态、低扰动地检测活细胞内ROS。本研究以HyPer和TriPer为H2O2传感模块，结合核定位序列（NLS）、线粒体定位序列（MLS）和内质网定位肽，通过慢病毒转染...
细胞的合成能力不仅可用于生产生物分子，也可用于分析物检测。无细胞蛋白合成（CFPS）可作为生物检测中的信号放大模块，避免全细胞微生物传感器带来的许多问题。本文开发了一种结合 γ-氨基丁酸（GABA）酶促转化与氨基酸依赖型 CFPS 的 GABA 定量方法。样品中的 GABA 在转氨酶作用下将氨基转移至丙酮酸，生成丙氨酸；生成的丙氨酸...
稻瘟病菌 Magnaporthe oryzae 依赖附着胞产生巨大膨压穿透植物细胞，脂质代谢在该过程中发挥关键作用。本研究鉴定了 M. oryzae 中编码保守磷脂酸磷酸酶的 MoPAH1 基因。MoPAH1 在植物侵染过程中表达上调，MoPah1 蛋白在菌丝、分生孢子、附着胞和侵入菌丝等发育与侵染阶段均表达，并主要定位于细胞质。敲...
多重检测对生物标志物组合分析至关重要，但如何在单一检测区区分不同标志物信号仍具挑战。本文提出一种以拉曼报告分子（RRM）和6-氨基-1-己硫醇（6-AHT）为间隔物合成间隙增强纳米颗粒（GeNP）的新方法。GeNP具有纳米级间隙，可产生强表面增强拉曼散射（SERS）信号，并呈现可区分的特征峰。RRM与6-AHT共价连接，并在金核与金...
本文报道了一种用于癌症生物标志物骨桥蛋白（osteopontin, OPN）比色检测的新型纤维素基适配体传感器，面向即时检测（PoC）应用。纤维素纸经 3-(巯基丙基)甲基二甲氧基硅烷（MTS）化学修饰，以固定硫醇化 OPN 适配体作为生物识别层；表面修饰通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和热重分析（TG）表征。比色检测采用常规染色...
溶血可发生于多种损伤场景，细胞外血红蛋白可通过氧化应激、线粒体功能障碍和炎症等机制损伤肾脏，促进纤维化和慢性肾病。为模拟溶血诱导的肾损伤，作者用血红素（Hemin，一种可产生活性氧的含铁卟啉）处理人肾类器官，并建立了表达细胞色素C-绿色荧光蛋白融合蛋白（CytoC-GFP）的诱导多能干细胞（iPSC）系，用于实时监测线粒体形态、线粒...
凝集素（galectins）是一类碳水化合物结合凝集素家族，通过交联细胞膜和/或细胞外基质组分的糖链结构，调节细胞增殖、凋亡、黏附或迁移等细胞事件。在疾病机体中，凝集素表达上调并促进炎症、肿瘤发生、纤维化、心血管和代谢疾病等进展。因此，利用糖材料靶向凝集素用于诊断或治疗是生物技术与生物医学研究的重点，并已产生进入临床试验的候选物。凝...
核酸（如循环肿瘤DNA、microRNA和病毒DNA/RNA）是早期临床诊断的重要生物标志物。本研究提出基于DNA纳米结构转变构建双足行走纳米机器，实现核酸直接检测的双重信号放大。首先利用DNA发夹转变促进链置换扩增（SDA），由目标序列触发产生多条含目标序列的单链DNA；随后通过DNA哑铃-轮式转变形成双足行走器，在电极表面切割多...