本文报道了一种高灵敏、高响应且无需电解质中存在氧化还原对的无标记生物传感器的实验与计算方法。该传感器以生长在氧化铟锡（ITO）玻璃上的纳米孔阳极氧化铝（NAA）为透明电极，并在其纳米孔表面固定血栓结合适配体（TBA）。通过监测 TBA 功能化 NAA/ITO/玻璃电极在 α-血栓素（α-thrombin）特异性结合后发生的电化学阻抗...
利用荧光配位聚合物/金属有机框架在细胞体系中选择性检测硫化氢（H2S）具有重要科学意义，因为这类材料具有优良的水稳定性、生物相容性和实时检测能力。然而，完全由生物必需元素构建此类材料并将其作为高效生物传感器仍具挑战。本文报道两种新合成的含生物必需金属离子 Zn(II) 的配位聚合物，其框架中分别引入硝基或叠氮基团，用于通过 H2S ...
甲硫氨酸氧化参与蛋白活性调控，并常导致蛋白功能异常，但目前缺乏定量分析蛋白特异性甲硫氨酸氧化的工具。本研究开发了一种可定量检测目标蛋白中以甲硫氨酸-R-亚砜形式存在的氧化甲硫氨酸的生物传感器tpMetROG。该传感器由甲硫氨酸亚砜还原酶B（MsrB）、环状置换黄色荧光蛋白（cpYFP）、硫氧还蛋白（Trx）和蛋白G组成。蛋白G结合目...
实时、灵敏地检测食品中的致病细菌对保障食品安全至关重要。本研究开发了一种基于单壁碳纳米管（SWCNTs）的电化学阻抗免疫传感器，用于现场检测单核细胞增生李斯特菌（L. monocytogenes）。将镀金钨丝依次用聚乙烯亚胺（PEI）、SWCNTs、链霉亲和素、生物素化 L. monocytogenes 抗体和牛血清白蛋白（BSA）...
脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）漏出若未能及时检出，可能引发危及生命的并发症。然而，目前通过检测β2-转铁蛋白（beta2-transferrin, β2-Tf）来确认CSF漏出的金标准凝胶电泳方法需要3–6小时，且操作劳动密集。为此，作者开发了一种用于快速识别CSF漏出的新型β2-Tf检测平台。该平台采用...
寨卡病毒（ZIKV）感染与吉兰-巴雷综合征相关，非媒介先天性传播可致胎儿脑异常。感染后血液、母乳及其他体液病毒载量低，检测需处理较大体积临床样本，预富集是提高分析物浓度的有效策略。作者提出一种层级复合聚苯胺-静电纺丝纳米纤维水凝胶垫（ENM），用于同时富集和阻抗传感 ZIKV 病毒颗粒。通过析因设计优化聚乙烯醇（PVA）与海藻酸钠的...
本文报道 TALE.Sense，一个用于在活哺乳动物细胞中检测 DNA 序列的通用平台。该平台将转录激活样效应子（TALE）的可编程 DNA 结合能力与条件性 intein 重组相偶联，通过反式剪接产生 ON 开关，从而触发可定制的细胞响应，以区分含有指定序列靶标的细胞。与已报道的锌指（ZF）DNA 传感器相比，TALE.Sense...
本文报道了首个用于测定抗水通道蛋白-4抗体（AQP4-Abs）的电化学分析生物平台，其血清水平被认为是某些自身免疫病的重要生物标志物。该平台利用链霉亲和素修饰的磁性微球（Strep-MBs）负载生物素化AQP4（b-AQP4），选择性捕获血清中的特异性IgG抗体；捕获的IgG再用辣根过氧化物酶（HRP）标记的抗人IgG二抗（HRP-...
急性肾损伤(AKI)是发病率和死亡率均较高的复杂临床综合征。传统诊断指标在特异性和敏感性方面不足，因此亟需新型生物标志物及其简便、快速的应用方法以改善诊断流程。基于电化学、等离子体、分子探针和纳米颗粒的生物传感器，结合高效表面化学策略，是开发即时检测(POC)装置的重要方向。此类生物传感平台在检测和定量新型AKI生物标志物方面具有关...
尿液前列腺素E2（PGE2）已被证实可作为尿路感染（UTI）的诊断与预后生物标志物。本文报道了一种新型无标记电液电容器生物传感器，用于在5 min内、<60 μL尿液样本中快速检测PGE2，以支持家庭UTI管理。该传感器基于高特异性单克隆PGE2抗体的亲和捕获，采用非法拉第电化学阻抗谱（EIS）和Mott-Schottky（MS）方...
蛋白质修饰尤其是磷酸化受复杂机制调控，使蛋白质获得功能构象，并在外界环境刺激和激素信号过程中调节重要生物学过程。磷酸化蛋白质组学是蛋白质组学中有前景的领域，用于鉴定含磷酸基团的蛋白质及其对蛋白质结构、功能和定位的影响。能够定量检测蛋白质及其翻译后修饰（PTM）的技术极大促进了对蛋白质结构与功能动态的理解。生物传感器系统是一种较新的生...
近年来，研究者利用表达嗅觉受体的细胞在不同传感机制下检测气相气味分子，但此类嗅觉系统因覆盖细胞的水溶液干燥而寿命较短。本文提出一种由阻抗测量电路、微控制器和两个注射泵组成的反馈控制结构，用于维持细胞上方的薄液层。引入液膜控制后，细胞寿命从不足40 min延长到超过75 min，但生物传感器寿命在有或无液体厚度控制时仍相近。随后加入液...
双酚A（BPA）是一种已在水生生态系统检出的内分泌干扰物。本文报道了一种基于 Trametes versicolor 漆酶的电化学生物传感器用于 BPA 测定。作者首次将漆酶（6.8 U/mL）、壳聚糖（5 mg/mL）和离子液体 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（BMIMBF4）按 5:5:2（v/v/v）优化比例组成生物共轭物，...
内源性大麻素（eCB）系统是哺乳动物脑中最广泛的神经调节系统之一，参与发育、突触可塑性等多种功能。内源性大麻素由膜脂前体按需合成，主要作用于G蛋白偶联受体CB1。尽管该系统在健康脑功能和疾病中均很重要，但其关键细节仍不清楚：eCB如何从膜释放、如何在细胞间运输，以及受体分布如何受控。本文综述了光学显微镜与生物传感器工程进展如何推动e...
新冠疫情凸显了可靠、准确且可在床旁提供定量结果的诊断工具需求。实时RT-PCR需要大型实验室、熟练人员、复杂昂贵设备和耗时样品处理，难以扩大规模。尽管全球已进行数亿次检测，及时准确检测需求仍超过供应。抗原快速检测作为替代出现，但灵敏度不足。为克服现有诊断限制，亟需既灵敏又可规模化的新工具。我们开发了一种基于特异性单克隆抗体与生物芯片...
新冠疫苗接种效果取决于血清中针对严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）刺突蛋白受体结合域的中和抗体（NAs）水平。因此，亟需一种能够高通量、快速测定总SARS-CoV-2 NA水平的方法，用于新冠血清学诊断、康复血浆治疗、疫苗研发与效力评价。本文开发了一种新型纳米等离子体免疫吸附检测（NanoPISA）平台，可在临床血...
新生儿败血症是由大肠杆菌、B族链球菌等细菌引起的新生儿血流感染，可分为早发型和晚发型。由于临床症状缺乏特异性，早期诊断困难。C反应蛋白（CRP）、降钙素原（PCT）和血清淀粉样蛋白A（SAA）等生物标志物在感染发生后水平升高，有助于败血症的早期检测。本研究开发了一种基于纳米材料集成分子印迹聚合物技术的电化学生物传感器。为获得协同效应...
钠是评估健康状况的重要预后生物标志物，钠失衡包括低钠血症和高钠血症，是住院及重症监护患者死亡和发病的重要预测因子。目前钠检测依赖采血或离线分析，设备笨重、耗时且无法连续监测。本文报道一种可拉伸、贴合皮肤、响应快速的微针扩展栅场效应晶体管（MN-EGFET）生物传感器，用于组织间液中钠的实时、微创检测。该传感器由可更换微针传感部分和可...
自标记蛋白标签（如 HaloTag）可将融合蛋白与合成荧光素共价结合，用于荧光显微镜成像。本文报道了 HaloTag7 的工程化变体，使其在与罗丹明类荧光素结合后表现出比 HaloTag7 更高或更低的亮度和荧光寿命。作者通过定点饱和突变筛选 HaloTag 结合位点，获得更亮的 HaloTag9 以及更暗的 HaloTag10 和...
乳腺癌在女性中发病率极高且呈指数增长。约70–80%早期诊断或非转移性病例可治疗，而转移性病例用现有充分治疗难以有效处理。靶向抗癌治疗长期受到关注，被认为是科学家的重要课题。适配体是通过从序列库中用合适工具筛选获得的“成熟”治疗策略，具有非免疫原性、稳定性和高亲和力，有望达到临床标准。借助纳米颗粒的应用，可增强适配体向特定部位的递送...