肽核酸（PNA）因具有比常规 DNA 探针更高的化学稳定性和杂交亲和力，在构建高灵敏度电化学核酸生物传感器中受到广泛关注。PNA 的中性假肽骨架不仅使 PNA/DNA 或 PNA/RNA 杂合双链更稳定，还为超灵敏核酸检测提供了多种设计空间。本综述系统总结了 PNA 基电化学核酸传感器的构建策略，重点讨论 PNA 的起源与发展、探针...
固态纳米孔是单分子分析的重要工具，但控制介电击穿（CDB）制备单孔仍存在成孔时间长、易产生多孔等问题。本研究在CDB前对SiNx膜进行空气等离子体处理，使成孔时间缩短数个数量级，并降低击穿电压；2–7 V范围内可稳定制备亚10 nm单孔，3 V双极方波可在10 min内将孔径扩至>30 nm且未形成额外孔。λ-DNA转位实验验证了孔...
本研究设计并开发了一种便携式电化学适配体-抗体夹心生物传感器，用于临床痰液中结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, M. tuberculosis）的检测。传感器以丝网印刷金电极（SPGE）为基底，工作电极表面修饰石墨烯/聚苯胺（GP/PANI）纳米复合层，并通过戊二醛共价固定 CFP10-ESAT6 ...
本研究报道了基于碳纳米管场效应晶体管（CNT FET）的适配体传感器用于腺苷检测，并比较了两种腺苷适配体序列：35-mer 和 27-mer。在相同传感平台上，35-mer 适配体对腺苷的检出限为 100 pM，解离常数为 1.2 nM；27-mer 适配体的检出限为 320 nM，解离常数为 160 nM。识别过程中，35-mer...
液态全氟碳化合物（PFC）纳米液滴具有足够稳定性，可用于血管外超声成像，但由于粒径小、液核不可压缩以及与生物流体声阻抗失配小，其对比增强有限。本文提出一种热调制（thermal modulation, TM）方法，通过加热—冷却循环诱导原本稳定但回声弱的纳米液滴产生超声回声，而不引发瞬态完全相变。作者将 TM 应用于以牛血清白蛋白（...
本文提出一种由若干交替银（Ag）和氧化锌（ZnO）层构成的双曲超材料表面等离子共振（HMM-SPR）传感器。该传感器采用 Kretschmann 配置，以 BK7 棱镜作为耦合元件，通过反射光谱检测表面等离子共振信号。为获得最优设计，作者系统研究了入射角、交替层厚度和金属填充分数对灵敏度的影响。结果表明，在折射率 1.33 至 1....
针对SARS-CoV-2疫情中抗病毒药物匮乏，作者开发了一种用于高通量监测病毒复制的细胞内生物发光报告系统。通过构建表达萤火虫荧光素酶的细胞系，使荧光素酶由冠状病毒3CLPro共识切割位点维持失活形式；当3CLPro表达或SARS-CoV-2感染时，发光生物传感器被激活。该细胞实验用于筛选492个代谢导向化合物，以鉴定冠状病毒的代谢...
本研究制备了一种基于表面等离子共振（SPR）的免疫传感器，用于在水溶液和人工血浆中检测免疫球蛋白M（IgM）抗体。传感表面首先用1,8-二硫辛烷修饰，再通过Au–SH相互作用固定氨基功能化金纳米颗粒（N-AuNPs），随后利用EDC/NHS偶联反应将抗人IgM抗体（a-hIgM）固定于N-AuNPs表面。采用扫描电子显微镜（SEM）...
机器学习（ML）可用于解决低成本即时诊断传感器中常见的非线性、多维性、传感器间差异、异常和关键特征模糊等问题。本研究提出一种基于神经网络、高斯过程回归等 ML 算法的新方法，用于建模 [Ru(bpy)3]2+/TPrA 体系被酚类化合物猝灭的电化学发光（ECL）机制，从而实现酚类的检测与定量。研究考察了酚类浓度与手机 ECL 传感器...
本文提出一种在可见光波段具有可调响应的光子生物芯片，用于血细胞分选应用。传感器核心由ZnS和Ge交替多层膜构成，中间设置可注入生物样品的生物细胞腔。为提高芯片灵敏度，生物细胞腔被空气层包裹，其侧壁涂覆单层石墨烯。研究首先针对白细胞成分（WBC）和红细胞成分（RBC）提取结构参数的最优值，随后通过改变探测光入射角和偏振态考察传感器探测...
唾液采样可作为 SARS-CoV-2 诊断的无创替代样本，快速抗原检测（RAT）也可能缓解 RT-PCR 试剂短缺。RESTART 研究比较了鼻咽拭子（NP）与唾液样本中抗原检测和 RT-PCR 的诊断性能。2020年12月10日至2021年2月1日，对住院 COVID-19 患者开展前瞻性观察研究，采集配对唾液和 NP 样本，采用...
氧化锌及掺非铁磁性金属的氧化锌薄膜常被用作生物传感器元件，相关研究多通过系统电学阻抗开展电化学测量。在此背景下，材料的铁磁特性可用于在测量过程中施加外部磁场，实现传感元件的多功能化。本文研究具有锯齿状柱状几何结构的纯 ZnO 与 Ag 掺杂 ZnO 薄膜的室温铁磁性，重点考察其结构与准静态磁学性质，并揭示这些性质随低浓度 Ag 掺杂...
尽管人工甜味剂常被视为安全有益，但其对肠道菌群的影响仍不明确。肠道微生物通过群体感应（quorum sensing, QS）进行细胞间通讯并调控群体行为。本研究旨在评估人工甜味剂对细菌 AHL 通讯系统的影响。作者采用生物传感器检测、生物物理蛋白表征、微尺度热泳（MST）、群集运动、生长检测和分子对接等方法，发现阿斯巴甜（aspar...
目前，用于血液β-内酰胺抗生素快速治疗药物监测（TDM）的方法仍具挑战性，而优化剂量对危重患者治疗至关重要。作者此前基于热敏青霉素酶传感器实现了血浆青霉素类抗生素的免前处理半连续检测，但青霉素酶底物特异性窄，难以覆盖头孢菌素和碳青霉烯类。为此，本研究以新德里金属β-内酰胺酶-1（NDM-1）作为生物识别层，构建了新型热敏生物传感器。...
基于工程化荧光蛋白（FP）的遗传编码生物传感器是监测生物体系内特定离子和分子动态的重要工具。三价砷离子（As3+）因能与蛋白质巯基结合而具有强细胞毒性，可抑制蛋白功能、破坏蛋白间相互作用并最终导致细胞死亡。开发 As3+ 遗传编码生物传感器有望在体外和体内研究其毒性机制。本研究以嗜酸氧化亚铁杆菌（Acidithiobacillus ...
环境水体等生态介质中常存在多种微污染物，其低浓度长期暴露风险难以用传统动物模型或单一化学分析评估。本文构建了一种基于酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的全细胞生物传感器，将 NanoLuc 荧光素酶报告基因置于 STB5 启动子控制下。STB5 编码参与多药耐药和氧化应激应答的转录因子，可调控磷酸戊糖途径及...
肝细胞癌（HCC）是全球重大健康挑战，与慢性炎症密切相关，靶向炎症因子是 HCC 诊断和治疗的重要策略。焦谷氨酸氨基肽酶 I（PGP-I）是一种常见外肽酶，近期被鉴定为新型炎症细胞因子，但其是否参与 HCC 发生发展并作为生物标志物尚不清楚。为此，本研究利用新开发的荧光 PGP-I 生物传感器 DCID-pGlu，对活细胞和体内内源...
基于二硫化钼-石墨烯量子点（MoS2-GQDs）纳米复合材料的优异电化学发光（ECL）性能，并结合酶辅助循环 DNA walker 信号放大策略，提出一种“开-关”型 ECL 生物传感器用于特定 DNA 序列的灵敏检测。MoS2 二维纳米片结构提高了 GQDs 负载量，为发夹 DNA（H）提供丰富结合位点；MoS2 与 GQDs 复...
ERK1/2在细胞死亡中的作用仍不清楚，尽管其动态调控对细胞命运决定具有重要意义。为阐明ERK1/2如何参与两种程序性死亡程序，作者在L929细胞中研究了hFasL诱导的凋亡和TNF诱导的坏死性凋亡过程中的ERK1/2信号动态。结果显示，抑制ERK1/2可增强凋亡敏感性，但延迟坏死性凋亡。利用改进的ERK1/2生物传感器EKAR4....
猪圆环病毒2型（PCV2）是猪圆环病毒相关疾病（PCVAD）的主要病原，给全球养猪业造成重大经济损失，因此快速检测 PCV2 对疫病防控至关重要。本研究利用噬菌体展示技术，以 PCV2 衣壳蛋白为抗原，从人源 scFv phagemid 文库（Tomlinson I+J）中筛选抗 PCV2 衣壳的单链可变片段（scFv）。84 个单...