同时多靶标检测对多种疾病的预防、诊断和治疗具有重要意义。本研究建立了一种基于目标调节竞争结合与核酸外切酶 I（Exo I）驱动信号分子释放的新型策略，具有响应快速、选择性和灵敏度高优点。为克服 Zr-MOF 体系负载能力低和响应过程耗时长的问题，选用 UiO-67 替代典型 Zr-MOF UiO-66 作为纳米载体，以封装更多信号分...
早期癌症检测需要能够同时测定临床样本中多种痕量肿瘤标志物的高灵敏生物传感器。既往微阵列或颜色编码微珠多联检测在单孔内多联能力有限，且不同孔孵育参数难以统一，导致小样本检测困难并延长检测时间。本文提出在单颗三维多孔钙藻酸盐微珠上实现多联分析。由于钙藻酸盐免疫微珠具有高比表面积，所提多联方法的灵敏度和线性动态范围显著提高。基于直接夹心免...
化学交换饱和转移（CEST）与生物传感器成像冗余位移偏差（BIRDS）分别通过检测可交换质子和非交换质子磁共振信号实现分子成像。由于 CEST 对比同时受温度和 pH 影响，同时采集 CEST 与 BIRDS 可分离二者贡献。本研究评估了利用经 BIRDS 温度校正的比值型 CEST 在体内实现高空间分辨率 pH 成像的可行性。采用...
本文报道了一种微流控收缩通道平台，可同时表征单细胞固有的生物力学与生物电参数。单个细胞在负压驱动下通过截面小于细胞直径的收缩通道，其变形图像和双频阻抗变化被高速相机与阻抗分析仪同步采集，并基于自建的等效生物物理模型转换为皮层张力 Tc、膜比电容 Csm 和胞质电导率 σcy。作者首次对 K562、Jurkat、HL-60、经多聚甲醛...
在复杂生物基质中快速检测病原菌仍是重大挑战。本文报道了一种用于金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, SA）的新型 DNAzyme 的体外选择与优化，并基于该 DNAzyme 开发了用于鼻黏液中 SA 检测的简易侧流层析装置（LFD）。该 DNAzyme 以 SA 的粗胞外/胞内混合物为靶标，通过 SELEX ...
本文初步验证氧化石墨烯（GO）纳米片可增强重组酶聚合酶扩增（RPA）。GO 通过吸附 RPA 反应组分诱导局部聚集，提高扩增效率；重组酶先与引物结合形成核蛋白丝并被 GO 吸附，改变其结构。基于 GO 增强 RPA 构建了等温荧光“开启”生物传感器，用于检测 RNA 干扰（RNAi）转基因植物。FAM 标记引物被 GO 吸附并通过荧...
报道了一种基于双层准自由外延石墨烯（QFS EG）的超灵敏实时 SARS-CoV-2 生物传感器。将 SARS-CoV-2 S1 刺突蛋白抗体固定于 SiC 衬底上的 QFS EG 表面，通过电学转导 S1 抗原-抗体结合事件，无需栅极或信号放大，即可在数秒内检测感染者中鼻甲拭子和呼出气气溶胶样品中低至 60 copies/mL 的...
本研究通过沉淀法制备了负载于壳聚糖上的Cu2MoS4/WO3纳米异质结复合材料，并将其应用于光催化、抗菌和生物传感。XRD证实WO3与Cu2MoS4晶相存在，EDS给出元素组成，FTIR表明壳聚糖存在于复合材料中。该复合材料带隙为2.18 eV，在可见光下有效，平均粒径约71 nm，光催化活性高于单独Cu2MoS4或WO3。在可见光...
微流控与电化学电池集成是新兴传感与能源系统前沿，但可规模化同时制造二者的工艺仍缺乏。本文提出单步、无掩模工艺，利用普通 CO2 激光在聚酰亚胺上制备、图案化并调控激光诱导石墨烯（LIG）的电导率、表面形貌和润湿性，无需后续化学修饰。据此构建 LIG 开放微流控电化学多路传感器，可将单份水样沿四条分支分配至三个离子选择性电极（ISE）...
非法麻醉药物滥用及其引发的致命或犯罪活动已成为全球重大关切。此类药物通过改变意识状态影响个体的情感、知觉与情绪，可能在关键工作场所造成严重安全漏洞。因此，面向执法机构、工作场所等安全与安保需求的即时检测（POC）药物检测设备已成为迫切需求。本综述聚焦于用于分析最常见非法药物或其代谢物的多种电化学与光学纳米传感器的最新进展，包括四氢大...
本研究开发并优化了一种基于乙酰胆碱酯酶（AChE）生物传感器的电化学方法，用于评估农药诱导的蜜蜂（Apis mellifera）AChE抑制。抑制检测基于检测农药引起酶电化学活性变化。以电沉积在铅笔石墨电极上的氮掺杂碳点/牛血清白蛋白（N-CD/BSA）纳米复合为换能器，共价固定AChE。对合成纳米复合和制备电极进行结构、功能与电化...
电响应水凝胶含有导电材料组分，可通过可逆吸水与排水响应电刺激。其高水合度、柔软弹性、生物相容性和增强的电化学性质使其适合植入脑内，以增强神经电信号传递和离子转运。本综述概述了用于增强脑内电刺激的关键电响应水凝胶性质，并介绍了通过电响应水凝胶进行脑内电刺激的背景。文中简要讨论了常见导电材料及其整合到水凝胶中的一般技术。综述重点总结电刺...
ryanodine receptor (RyR) 是肌浆网 Ca2+ 释放通道，其 N 端区域 (NTR) 调控兴奋-收缩耦联中的 Ca2+ 释放，并富含与骨骼肌 RyR1 和心肌 RyR2 肌病相关的突变。本研究在小鼠 RyR2 NTR 的 A、B、C 结构域引入 FRET 供体-受体对，构建 AC-NTR 和 BC-NTR 两种...
我们此前证明，使用高亲和抗人Fc（AHC）抗体捕获人单克隆抗体（hmAb）可可靠表征抗体-抗原相互作用。本研究表征了6种人Fc特异性小鼠单克隆抗体，并与3种已表征的山羊AHC多克隆抗体比较。6种小鼠AHC mAb均与人IgG1、hIgG2、hIgG4及43种含铰链区/Fc区替换或突变的人IgG变体高亲和特异性结合。分别偶联小鼠AHC...
重金属在生物体内的频繁暴露与蓄积会损害脑、肝、生殖器官等，造成严重健康风险；全球多地饮用水和地下水存在砷、镉、铅、汞、铬等污染，因此需要快速、低成本、高特异性的水质评估方法。自然界微生物可通过特定基因和转录因子响应重金属胁迫，重组DNA技术可将这些天然生物报告器改造为受控体系：在特定重金属存在时开启或关闭基因表达或酶活性，形成化合物...
植物利用电信号和化学信号进行系统性通讯。例如，草食动物取食可触发局部细胞壁谷氨酸积累、系统性电信号和钙波，从而向邻近叶片传递损伤信息并启动防御。为监测植物细胞外和细胞内谷氨酸浓度，作者构建了表达基因编码荧光谷氨酸传感器的拟南芥品系。与定位于细胞质的传感器不同，展示于质膜外表面的传感器变体抑制植物生长和正常发育。高亲和展示型传感器品系...
由产脲酶微生物引起的导尿管相关尿路感染（CAUTI）更易导致导尿管堵塞，因为微生物脲酶活性会改变尿液化学环境。导尿管堵塞具有危险性，会增加脓毒症等严重感染风险。奇异变形杆菌（Proteus mirabilis）的脲酶是一种毒力因子，可升高尿液 pH，进而促进晶体和生物膜形成并导致堵塞。本文报道一种优化后的生物传感器“lozenge”...
分子标志物是与特定生理状态密切相关的分子，已被广泛用于疾病诊断和生物学研究。近年来，开发高效探针以精准检测标志物成为生物与生化研究的重要方向。过去数十年，小分子化学探针以及酶、抗体、核酸等生物大分子均被引入生物传感器平台，以实现标志物的高特异、高效检测。然而，提升生物传感器性能，尤其是临床应用，仍十分迫切。2020年全球爆发的201...
短链醇的生物合成是替代石油基燃料的碳中性途径，但大规模菌株筛选长期受限于气相色谱、液相色谱等繁琐分析。本文以假单胞菌 Pseudomonas putida GPo1 的转录因子 AlkS 及其同源启动子 PalkB 为基础，通过错误 PCR 随机突变、流式分选富集和位点饱和突变等定向进化策略，构建并表征了可识别正丁醇、异戊醇、异丁醇...
本研究将人肝癌细胞HepG2形成的三维球体作为类生物传感器细胞系统，用于检测化学物诱导的细胞毒性与遗传毒性。以机制明确的间接遗传毒性物苯并[a]芘（BaP）和2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4,5-b]吡啶（PhIP）进行验证。培养3天的HepG2球体分别暴露于不同浓度BaP和PhIP 24 h与72 h。通过面积测量和FDA/...