水产养殖中细菌感染可引发大规模死亡，快速检测有助于防控疫情扩散。乳酸是养殖橄榄鲷（Paralichthys olivaceus）细菌感染早期诊断的重要生物标志物。为测定乳酸水平，作者设计了一种一次性安培生物传感器，将普鲁士蓝（PB）纳米酶和包埋于共聚物-还原氧化石墨烯（P-rGO）中的乳酸氧化酶（LOX）修饰在丝网印刷碳电极（SPC...
遗传编码荧光蛋白指示剂（GEFPIs）的颜色范围近年来快速扩展。激发与发射位于600 nm以上“光学窗口”的GEFPIs具有组织穿透增强、自发荧光和散射降低、光毒性更低等优势。荧光蛋白循环置换通常是开发单荧光蛋白GEFPIs的第一步。本研究考察两种远红荧光蛋白mMaroon1和mCarmine对循环置换的耐受性。作者依据其他类似物已...
冠状病毒病（COVID-19）是由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引发的全球公共卫生危机。实时逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）是诊断COVID-19的金标准，虽然准确性高，但需要高度训练人员且周转时间长。快速廉价的免疫诊断（抗原或抗体）检测已可用，但这些即时检测（POC）测试准确性不及RT-PCR。生物传感器是...
为追踪商业食品中未申报的花生过敏原，作者开发了一种两步法电化学免疫传感器，用于在1小时内（操作时间<15 min）检测花生主要过敏原Ara h 1。该传感器以裸丝网印刷碳电极（SPCE）为换能器，采用单克隆捕获抗体和生物素化检测抗体构建夹心免疫分析。为缩短检测时间，先将目标抗原与检测抗体预孵育，再与链霉亲和素标记的CdSe@ZnS核...
无机焦磷酸酶（PPase）表达水平被认为是多种癌症的潜在生物标志物，其预后价值已在肺癌、结直肠癌和甲亢患者中评估。然而，现有PPase检测常依赖特定材料，反应复杂、耗时，且线性范围和灵敏度有限，限制了早期临床诊断应用。本文开发了一种基于DNAzyme的无标记荧光生物传感器用于检测PPase活性。在PPase存在时，PPi–Cu2+–...
感染性病原体，尤其是细菌和病毒，导致全球大量住院和死亡。为多种感染性疾病提供有效且及时的诊断具有挑战性。传统诊断方案虽然技术先进，但复杂且常在资源有限地区难以获得。一种替代策略是开发可在即时诊疗（POC）场景下便捷、低成本且可靠使用的快速诊断工具。生物传感器和其他需要生物识别元件以准确鉴定致病病原体的 POC 诊断工具正在发展中，其...
本文提出一种基于 CH3NH3PbBr3 钙钛矿薄膜的导波表面等离子共振（GWSPR）生物传感器。将 CH3NH3PbBr3 薄膜作为导波层涂覆在 Au 膜表面，形成 Au–钙钛矿杂化结构。研究发现，钙钛矿导波层可增强传感界面处的电场，从而提高传感器灵敏度。结果表明，Au–钙钛矿基 GWSPR 生物传感器的角灵敏度最高可达 278....
离子液体因其独特理化性质在电化学与生物纳米技术领域受到广泛关注。其优异离子电导率和宽电化学窗口为电化学器件构建开辟新途径。另一方面，石墨烯（GR）、氧化石墨烯（GO）、碳点（CDs）和碳纳米管（CNTs）等碳纳米材料因比表面积大、导电性好、稳定性高且可功能化，在电化学应用和生物传感器中前景广阔。然而，离子液体（ILs）与碳纳米材料（...
电学阻抗生物传感器与微流控器件结合，可在单细胞尺度对基础生物学过程进行高通量分析。这类专用分析工具能够以高灵敏度评估药物有效性与毒性，并在单细胞水平表征生物功能。由于可测量参数取决于单细胞捕获方法，相关技术发展最终决定传感器效率与性能。识别单细胞捕获技术的最新趋势，可为新结构设计和与其他技术组合带来机会，从而推动更先进应用，提高对目...
近年来，表面肌电（EMG）信号受到广泛关注，可用于分析肌肉活动或评估患者肌肉状态。然而，商用表面 EMG 系统价格昂贵且功耗较高。因此，本文旨在实现一种支持高采样和超低功耗测量的表面 EMG 采集系统。本文对 EMG 采集电路的各部分进行了分析与优化，并将微控制器（MCU）与低功耗蓝牙（BLE）相结合。在 MCU 省电方法方面，系统...
近年来，传感器在水、食品和健康等人类发展关键领域的应用不断增加。当传感器使用生物识别元件时，即称为生物传感器。由于需要可靠、快速、灵敏的多分析物检测技术，生物传感器的发展日益加快。随着纳米技术在生物催化中的进步，基于酶的生物传感器已成为可靠、灵敏且具有选择性的工具。通过检测多种分析物，已开发出多种酶生物传感器。结合生物技术和材料科学...
总前列腺特异性抗原（tPSA）处于4–10 ng/mL灰区时，游离/总前列腺特异性抗原（fPSA/tPSA）比值对前列腺癌诊断具有重要意义，但由于患者外周血中浓度极低且生物样品复杂，该比值的高效定量仍具挑战。本文提出一种基于互指多螺旋电极的MXene辅助有机电化学晶体管（isMOECTs）生物传感器，用于高灵敏测定fPSA/tPSA...
在生物流体中高特异、高灵敏地检测和定量疾病生物标志物，对临床诊断和即时检测具有重要意义。髓过氧化物酶（MPO）是炎症、神经退行性疾病和心血管疾病的新兴标志物，过量MPO可造成生物分子氧化损伤。现有MPO检测方法常因缺乏信号放大、成本高或操作复杂而难以临床应用；酶联免疫吸附试验虽用于临床定量，但受抗体亲和力、特异性和非特异结合限制。核...
本文报道了一种基于多色银纳米团簇/氧化石墨烯（Ag NCs/GO）杂化材料的可激活荧光生物传感器。该材料在目标响应下发生构型转变，借助熵驱动、无酶的 toehold 介导链置换反应实现荧光发射位移与增强。作者设计了两条荧光 Ag NCs 合成路线，用于构建 toehold 置换型 Ag NCs/GO 生物传感器。以流感 A 病毒 H...
石墨烯和氧化石墨烯因其优异特性已成为许多先进生物传感器的基础。然而，石墨烯在有机溶液中化学惰性、氧化石墨烯电导率低等缺陷限制了其在传感中的应用。为弥补这些不足，研究者发展了多种修饰方法，以赋予材料生物传感所需的性质。对石墨烯和氧化石墨烯进行有效修饰可促进生物分子与其表面相互作用，所得生物偶联物可作为生物传感器的主要传感部分。作为换能...
酶工程的核心瓶颈在于高通量检测酶产物形成。本文提出一种通用且可扩展的代谢生物传感策略，将宿主细胞自身的代谢网络作为生物传感器，用于推断嵌入其中的酶是否产生目标产物。由于不同产物在合成过程中消耗不同的中心代谢物，酶活性的差异会以独特方式扰动宿主代谢组，并可通过质谱进行测量。作者将该策略与打印液滴微流控和 MALDI-MS 成像结合，对...
尿液外泌体（uEVs）是泌尿疾病诊断的潜在生物标志物来源，但现有研究多集中于高通量蛋白质组学标志物发现，较少用于早期诊断。本文提出结合比率型三维（3D）DNA 机器与机器学习（ML）的诊断方案，实现 uEVs 超灵敏检测和早期泌尿疾病精确分类。该平台将含胞嘧啶富集（C-rich）序列的锁式探针（PLP）、锚定链（AS）和核酸稳定银纳...
蛋白质检测对医学研究和疾病诊断具有重要意义。本文报道了一种基于液晶放大光流谐振器的超灵敏生物传感器，用于低浓度蛋白质分子的检测。该设计利用固定在微腔内表面的蛋白质分子削弱取向层的垂直锚定力，从而扰动液晶取向。作者构建了基于回音壁模式（WGM）的液晶放大光流谐振器传感平台，以光谱波长漂移作为传感参数。微泡结构为液晶提供了高Q因子、稳定...
本研究构建了一种新型均相无标记电化学生物传感器，用于超灵敏检测 microRNA（miRNA）。该传感器以 G-三链体/亚甲基蓝（G3/MB）复合物作为信号发生器，并结合 λ-外切酶（λ-Exo）辅助循环放大策略。作者设计了集成微电极，将三电极系统微型化，实现微升级均相电化学检测。利用 G3 能特异性结合 MB 并降低其扩散电流的特...
由食源性或环境病原微生物引起的多种疾病持续威胁公共卫生和全球经济。为预防病原微生物感染，必须定期对食品和环境中的微生物进行检测。然而，大多数传统检测方法昂贵、耗时，且在缺乏精密仪器和受过训练操作人员的情况下难以实际应用。即时检测（POCT）可在采样现场快速检测微生物，并大幅提高微生物检测效率。芯片实验室（LOC）是一种新兴的POCT...