Towards Multi-Analyte Detection with Field-Effect Capacitors Modified with
本文报道了一种基于场效应电解质-绝缘体-半导体电容器（EISCAP）的多分析物酶生物传感器。作者利用烟草花叶病毒（TMV）颗粒作为规则、单分散的生物纳米支架，将青霉素酶和脲酶高密度共固定于 p-Si/SiO2/Ta2O5 结构 EISCAP 的 Ta2O5 栅极表面，用于在同一传感器上顺序检测青霉素和尿素。TMV 颗粒通过生物素-链...
Optical Fiber, Nanomaterial, and THz-Metasurface-Mediated Nano-Biosensors: A Review.
随着纳米材料和可扩展、高产量纳米制造工艺的广泛应用，新型生物传感器的开发正在发生变革。过去数十年，纳米技术介导的生物传感研究处于前沿，因其在医疗健康、制药、细胞诊断、药物递送以及水和空气质量监测中具有潜在应用。纳米科学的发展依赖于对理论、制造与加工方法以及应用特定技术的深入理解。作为纳米科学的一部分，纳米粒子的拓扑结构和可调性能可通...
Electrochemical Detection Platform Based on RGO Functionalized with Diazonium Salt for DNA Hybridization.
本文提出一种基于还原氧化石墨烯（RGO）的改进型无标记电化学 DNA 杂交检测平台。以商用丝网印刷碳电极（SPCE）为基底，先经预处理和滴涂氧化石墨烯（GO）并电化学还原得到 RGO/SPCE，提高导电性与电子转移能力；随后通过原位生成 4-氨基苯甲酸重氮盐并在电极上电还原，将芳基羧基（Ar-COOH）共价接枝到 RGO 表面，为氨...
Subdividing Stress Groups into Eustress and Distress Groups Using Laterality Index Calculated from Brain Hemodynamic Response.
为更准确评估个体认知能力与身心健康，应将压力组细分为良性压力（eustress，低压力）和恶性压力（distress，高压力）亚组，但脑激活模式不一致使该任务具有挑战性。本研究旨在验证细分压力组的必要性。首先以唾液α-淀粉酶（sAA）水平筛选压力组，随后采用基于近红外生物传感器的功能近红外光谱（fNIRS）测量脑血流动力学反应。研究...
Detection of Hypertension-Induced Changes in Erythrocytes by SERS Nanosensors.
表面增强拉曼光谱（SERS）是一种可用于检测疾病发展所引发分子变化的有前景工具。心血管疾病（CVDs）由多种细胞水平病理改变引起，识别这些恶化有助于理解 CVD 机制，并对已识别分子变化进行监测可用于开发早期诊断的新型生物传感器工具。本研究采用等离子体 SERS 纳米传感器，在动物模型中评估正常血压与高血压条件下红细胞性质的变化。结...
Advances in the Development of Phage-Based Probes for Detection of Bio-Species.
噬菌体（phage）作为新兴纳米探针，已被用于检测多种生物物种，包括生物标志物分子和病原微生物。纳米级噬菌体可在表面展示任意序列的外源肽或抗体单链可变片段（scFv），从而特异性结合动物细胞、细菌、病毒和蛋白分子等靶标。金属纳米颗粒具有独特的等离子共振效应，金、银和磁性纳米材料广泛用于可视化检测。噬菌体可与金属纳米颗粒组装形成有机-...
High-Sensitivity PtSe
表面等离子共振（SPR）生物传感器因具有实时、无标记和高检测精度等优点，已应用于食品安全、环境监测和医学诊断等领域。传统SPR结构通常由玻璃棱镜和贵金属构成，但非金金属易氧化，且金属对生物分子吸附能力有限，制约灵敏度。二维材料可提升稳定性并增强生物分子吸附。本文以二硒化铂（PtSe2）作为新型过渡金属二硫化物/二硒化物（TMDs）材...
Substituent Effects Impact Surface Charge and Aggregation of Thiophenol-Labeled Gold Nanoparticles for SERS Biosensors.
SERS 免疫分析生物传感器因高灵敏度和多标志物检测潜力受关注，但外源拉曼标记物（RRM）设计受金纳米颗粒聚集限制。本文研究对位取代硫酚电子效应对硫酚标记金纳米颗粒表面电荷和聚集的影响。作者用 60 nm 柠檬酸稳定金纳米颗粒与对位取代硫酚处理，Zeta 电位显示取代基 Hammett σp 与表面电荷负相关（R2=0.79，p=0...
An Ultrasensitive Silicon-Based Electrolyte-Gated Transistor for the Detection of Peanut Allergens.
本文报道了一种基于硅的电解质栅晶体管（Si-EGT）用于花生过敏原（PAs）的超灵敏无标记检测。器件采用自上而下工艺制备，具有低阈值电压约0.7 V、亚阈值摆幅小于70 mV/dec、栅极漏电流小于10 pA等优良本征电学特性。通过表面功能化并在栅极表面固定花生过敏原抗体，实现对Ara h1和Ara h3的选择性识别。电压相关灵敏度...
N-acyl-homoserine lactone produced by Rahnella inusitata isolated from the gut of Galleria mellonella influences Salmonella phenotypes.
革兰氏阴性菌中研究最多的群体感应机制由自诱导物1（AI-1），即酰基高丝氨酸内酯（AHL）介导，该系统可在不同菌种间传递信号并调控多种病原菌毒力基因表达。尽管已在人和动物肠道中检测到产AHL细菌，但尚无昆虫肠道产AHL细菌及其对肠致病菌影响的报道。本研究旨在鉴定蜡螟（Galleria mellonella）幼虫肠道中的产AHL细菌，...
Plasmonic Metasurfaces for Specific SERS Detection of Shiga Toxins.
近年来，纳米等离子体技术因可通过尺寸、形状和排列调控光子性质而受到广泛关注。本文提出一种基于八极框架的二维金属-聚合物杂化纳米结构，用于增强传感性能。作者通过有限差分时间域（FDTD）数值模拟与实验表征分析了其等离子体特性，证明该结构具有更高的关键品质因数：表面增强拉曼光谱（SERS）增强因子约为9×10^7，表面等离子体共振（SP...
Design of a Ratiometric Plasmonic Biosensor for Herceptin Detection in HER2-Positive Breast Cancer.
乳腺癌是女性最常见的癌症死因，早期检测与治疗至关重要。本文设计了一种基于曲妥珠单抗（赫赛汀，Herceptin，HER）与等离子体纳米颗粒直接相互作用的光学生物传感器，用于在人血清中检测HER。传感器以柠檬酸根修饰的金纳米颗粒（AuNPs）为信号探针，利用其局域表面等离子共振（LSPR）吸收变化响应HER；同时按优化比例加入柠檬酸根...
Peptide-Conjugated Silver Nanoparticles for the Colorimetric Detection of the Oncoprotein Mdm2 in Human Serum.
本文报道了一种用于早期癌症诊断的比色生物传感器，以肽适配体功能化银纳米颗粒（AgNPs）检测肿瘤标志物 Mdm2 蛋白。AgNPs 通过薄层 PEG 化杯[4]芳烃（PEG-calix）包覆，既提供空间位阻稳定、降低离子强度影响，又暴露羧基用于与肽适配体形成酰胺键共价偶联。作者采用此前基于金纳米颗粒的双捕获策略：分别偶联 p53 和...
Saliva-based COVID-19 detection: A rapid antigen test of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein using an electrical-double-layer gated field-effect transistor-based biosensing system.
面对新冠疫情持续暴发，诊断检测能力不足威胁疫情控制。实时逆转录聚合酶链反应（real-time RT-PCR）虽是病毒检测金标准，但因集中检测与周转时间长，难以在紧急疫情中及时反映疫情现状。因此，在疫苗尚未广泛部署的国家，需要快速筛查工具以遏制传播。本文提出一种基于双电层（EDL）栅场效应晶体管生物传感器（BioFET）的唾液法新冠...
A one-pot CRISPR/Cas13a-based contamination-free biosensor for low-cost and rapid nucleic acid diagnostics.
由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）疫情引发了重大公共卫生关注。快速、经济、准确的核酸检测不仅有助于疾病治疗，也对传染病防控至关重要。本文提出并开发了一种基于一锅法CRISPR/Cas13a的可视化生物传感器，用于快速、低成本核酸检测。该方法将Cas13a切割反应与重组酶...
Hollow-Core Microstructured Optical Fiber Based Refractometer: Numerical Simulation and Experimental Studies.
本文通过数值仿真与实验研究提出一种新型空心微结构光纤（HC-MOF）生物传感器，用于液体折射率测定。该传感器的传感机制基于光子带隙效应，光纤透射峰的位置强烈依赖于填充在光纤空心芯部液体分析物的折射率。作者首先采用有限元方法对 HC-MOF 的导光模式进行设计仿真，随后利用软玻璃材料制备光纤，并搭建由卤素灯光源、透镜准直耦合系统和光谱...
Exploring determinants of agonist efficacy at the CB1 cannabinoid receptor: Analogues of the synthetic cannabinoid receptor agonist EG-018.
G蛋白偶联受体（GPCR）的中性拮抗剂仍较罕见，多数所谓拮抗剂实为反向激动剂。合成大麻素受体激动剂（SCRA）EG-018 曾被报道为低效能 CB1 激动剂。本研究对 EG-018 及其 13 个类似物，以及已知 CB1 中性拮抗剂进行了比较表征。在稳定表达人 CB1 受体的 HEK 细胞中，采用实时 BRET 生物传感器 CAMY...
Accelerated Digital Biodetection Using Magneto-plasmonic Nanoparticle-Coupled Photonic Resonator Absorption Microscopy.
体液循环 microRNA（miRNA）生物标志物的快速、超灵敏且选择性定量，正日益用于癌症早诊、预后和治疗监测。纳米颗粒标签可实现无需酶促放大的数字分辨检测，检出限可达亚飞摩尔，但响应时间通常受分析物或纳米标签向传感表面扩散传质限制。本文提出磁激活捕获与数字计数（mAC+DC）策略，利用磁等离子体纳米颗粒（MPNPs）加速单分子传...
Advances in Biosensor Technologies for Infection Diagnostics.
传染病持续威胁人类社会，新冠疫情、抗菌药物耐药性和医院感染使全球医疗系统承压。控制感染的关键在于快速识别致病病原。传统微生物培养是临床微生物学金标准，PCR扩大了可检测病原范围，但二者依赖昂贵设备和专业人员，难以满足即时检测需求。本文作为《化学研究快报》特刊客座编辑前言，概述面向感染诊断的新一代生物传感器进展。化学帮助解析感染与宿主...
Kinase Sensing Based on Protein Interactions at the Catalytic Site.
激酶在细胞生长、增殖等关键细胞过程中发挥调控作用，因此可作为多种疾病（包括多种癌症）发生与预后的潜在生物标志物。现有激酶生物传感器，包括电化学和放射性方法，通常依赖ATP依赖的酶促磷酸化反应进行传感。本文提出一种新型基于相互作用的电化学激酶生物传感器，无需任何化学标记或修饰。其传感基础是激酶催化位点与其底物磷酸化位点之间的蛋白-蛋白...