硫鸟嘌呤是一种用于治疗白血病的抗癌药物，但其水溶性弱、生物相容性低，限制了临床应用。本文采用密度泛函理论（DFT）模拟研究磷烯作为纳米载体负载硫鸟嘌呤的可行性。计算得到硫鸟嘌呤在磷烯表面的三种稳定吸附构型，吸附能范围为−76.99至−38.69 kJ/mol，表明药物以物理吸附方式结合于磷烯表面。磷烯、硫鸟嘌呤及磷烯–硫鸟嘌呤复合物...
微生物可将廉价可再生底物转化为高价值代谢物，但代谢通路优化仍受复杂生物学限制。遗传编码生物传感器可检测代谢物浓度或环境变化，并将输入转化为可测量或可执行输出，为复杂通路优化提供调控与监测工具。本文综述转录因子（TF）和核酸类生物传感器在代谢工程动态调控与高产菌株筛选中的最新进展。TF 传感器在配体结合后发生构象变化，调控启动子结合，...
提高目标产物产量是构建和优化微生物细胞工厂的核心目标。赋予菌株基于生物传感器的智能，是解决代谢流不平衡、毒性中间体积累等工程问题的重要途径。近年来，通过理性设计、定向进化或机器学习，针对代谢物和环境信号的遗传编码生物传感器快速发展。除作为高通量筛选中的快速检测方法外，生物传感器越来越多地应用于菌株定向进化和代谢途径动态调控。本文综述...
本研究采用表面等离子共振成像（SPRi）和石英晶体微天平（QCM）两种无标记技术，表征纤维连接蛋白（fibronectin, FN）与抗纤维连接蛋白兔单克隆抗体之间的相互作用，并比较同一免疫传感器在两种换能方式下的响应。研究通过逐层构建传感器，考察半胱胺自组装层、抗体固定层以及抗体-抗原复合物形成对传感器响应的影响。结果表明，两种检...
本文报道了一种基于本征拓扑绝缘体 BiSbTeSe2 的灵敏、无标记电化学生物传感器，用于 HIV 基因检测。拓扑绝缘体具有强自旋-轨道耦合和稳健的表面态，电子噪声低，有利于电极与电解质界面之间稳定、灵敏的电子传输。在优化条件下，差分脉冲伏安法（DPV）峰电流与目标 DNA 浓度对数在 1.0×10−13 至 1.0×10−7 M ...
监测脑脊液（CSF）microRNA（miRNA）为中枢神经系统肿瘤的诊断与管理提供了有前景的选择，但临床 CSF 中目标 miRNA 丰度极低，限制了其高灵敏检测。本文报道了一种基于目标诱导氧化还原信号放大（eTIRSA）的电化学生物传感器，用于无标记高灵敏检测 CSF 中 miR-21。该传感器通过在金纳米颗粒修饰的玻碳电极上共...
共价有机框架（COFs）因可负载大量电化学发光（ECL）发光体且多孔，在ECL领域受关注，但本征电导率低（通常<10^-8 S m^-1）限制性能。作者以2,3,6,7,10,11-六氨基三苯烯（HATP）和2,3,6,7,10,11-六羟基三苯烯（HHTP）合成导电COF（HHTP-HATP-COF，电导率3.11×10^-4 S...
UiO-66 作为金属有机框架（MOFs）家族成员，因比表面积大、孔径均一、易于功能化和稳定性优异，被广泛用于传感、药物释放、分离和吸附。尤其在电化学生物传感器中，UiO-66 表现出优异吸附能力和响应信号，可显著提高检测灵敏度与特异性。然而现有应用研究仍处起步阶段，缺乏系统方法，其循环利用和专属传感仍需改进。因此，本文旨在探索现有...
酶基生物传感器因选择性和灵敏度而备受关注，漆酶基生物传感器尤其可用于检测环境中的高毒性分子，是白色生物技术和绿色化学中的重要工具。本文通过电喷雾沉积（ESD）技术制备了一种新型无金属漆酶生物传感器，利用电喷雾电离（ESI）将漆酶在碳基底上进行环境软着陆固定，采用可持续化学方法。结果表明，ESD 技术可成功用于制备一种有前景的环保型电...
探索和理解蛋白酶、磷酸酶、氧化还原酶等多种酶活性变化与肿瘤侵袭、增殖和转移之间的相互作用，对癌症早期诊断具有重要意义。为检测肿瘤相关酶活性，研究者已开发多种分子探针，并采用不同成像方法，包括光学成像、光声成像（PAI）、磁共振成像（MRI）、正电子发射断层扫描（PET）等。本综述首先描述多种酶的生物学功能及其可被选择性识别的化学连接...
体内心脏功能模型可保留心肌细胞与其他心脏细胞之间的复杂关系，以及旁分泌和机械电反馈机制。本研究旨在在斑马鱼幼鱼跳动的心脏中同时成像钙瞬变与心脏收缩。作者构建了表达 FRET 基比率型生物传感器 Twitch-4 的转基因斑马鱼品系 Tg(myl7:Twitch-4)。由于发射比率可抵消运动伪影，实验未使用肌球蛋白抑制剂或 tnnt2...
本文报道了电聚合分子印迹聚合物（E-MIPs）用于邻苯二甲酸二辛酯（DOP）检测的研究。采用低成本、环保、可商用的丝网印刷电极（SPEs），以水溶性对氨基苯酚（4-AP）为功能单体，通过循环伏安法（CV）在电极表面电聚合制备 E-MIPs。所得 DOP 印迹膜对模板分子具有明显亲和力，结合效率约 80%，印迹因子为 3。E-MIPs...
即时检测（POCT）技术已在社区医疗和诊室场景中取得重大突破，高度集成的快速检测设备在疾病诊断、个人护理和移动医疗中应用日益广泛。尽管基于光电化学（PEC）的 POCT 平台具有成本低、用户交互性好等优点，但其商业化仍受光检测组件小型化、移动性等因素限制。本文报道了一种新型高集成 PEC 生物传感器，借助压电光电子学增强 PEC 检...
本文报道了一种由电极电位诱导、可逆切换的锗(100)智能界面，用于原位控制两性肽在表面的吸附。该界面可在疏水的氢/氘端基（Ge–D）与亲水的羟基/OD端基（Ge–OD）之间可逆转换，从而改变表面疏水性和电荷状态。作者选取结构相似但整体电荷相反的两性螺旋肽 E 和 K，以及二者形成的 EK 卷曲螺旋复合物作为模型，考察电荷与疏水性对吸...
本研究基于Cd2+特异性DNA适配体S0和杂交链式反应（HCR）构建了一种高灵敏生物传感器。S0用于识别Cd2+并触发HCR。无Cd2+时，S0与S1杂交打开S1发夹，释放的序列再打开S2，引发S1/S2级联杂交，形成带缺口的长双链DNA聚合物，使FAM与BHQ1靠近而荧光淬灭。存在Cd2+时，Cd2+与S0结合形成复合物，消耗游离...
快速准确检测SARS-CoV-2对控制新冠疫情至关重要，实时逆转录PCR（real-time RT-PCR）是目前最常用的检测技术。本研究开发两款多重实时RT-PCR试剂盒：AccuPower COVID-19 Multiplex Real-Time RT-PCR Kit（NCVM）和AccuPower SARS-CoV-2 Mul...
高灵敏、高特异地检测血液蛋白等生物标志物对疾病早期可靠诊断至关重要。适配体作为分子探针，正逐步成为替代传统 ELISA 中抗体的生物传感元件。本文开发了一种无抗体的分子定量检测方法，将适配体的特异性与环介导等温扩增（LAMP）的高灵敏度相结合。概念验证中考察了两类靶标：一是模拟核酸靶标的寡核苷酸模型，二是参与凝血级联反应的凝血酶（t...
近期，多功能水凝胶因在可穿戴和植入器件中的新兴应用而受到广泛关注。本文报道了一种新型多功能水凝胶，其通过没食子酚-银自催化体系，使丙烯酸（AA）单体与没食子酸修饰胶原（GCOL）原位负载银纳米粒子（AgNPs）发生凝胶化，形成互穿聚合物网络。所得AgNP@GCOL/PAA水凝胶具有优异机械性能（断裂应力123 kPa、断裂应变916...
乳酸是生产聚乳酸（PLA）等多种化合物的重要平台化学品，高纯度 PLA 需要光学纯的 L-乳酸和 D-乳酸。为筛选和改造乳酸对映体高产菌株，常采用高通量筛选、动态通路调控或实时监测。诱导型基因表达系统及其在遗传编码生物传感器中的应用，是乳酸生物技术的重要工具。本研究从大肠杆菌 MG1655、Cupriavidus necator H...
报道一种新型多变量传感系统，将场效应晶体管与基于光纤的表面等离子共振光谱相结合，栅极电极同时充当光纤传感表面。该双模传感器可在同一传感表面上区分结合分析中的质量与电荷贡献。作者通过研究光纤面积与晶体管沟道面积之比及距离的影响优化传感器几何结构，表明较大的光纤端面直径有利于电子和光学信号，并证明施加电场后表面等离子体共振波长偏移的可逆...