本文首次构建了一种基于原位生成DNA模板硫化银（Ag2S）光活性材料、具有近零背景噪声（ZBN）的信号增强型光电化学（PEC）生物传感器，用于有机磷农药检测。在Au纳米颗粒修饰电极上固定捕获探针S1，并与适配体杂交形成初始结构。当目标物马拉硫磷存在时，适配体被释放，S1保留在电极表面并打开富含胞嘧啶的发夹探针H1和H2，触发杂交链式...
本文提出一种用于绝对pH传感器的综合解析模型，并给出数值仿真结果，旨在解决氧化层降解（传感界面劣化）对ISFET性能的影响以及如何实现离子活度绝对测量等关键问题。作者基于解析方程并在MATLAB中实现数值实验，重点分析耗尽层宽度随pH的变化，比较SiO2与HfO2两种介电材料。结果表明，传感器耗尽层宽度受pH强烈影响，且HfO2相比...
侧流免疫层析（Lateral Flow Immunoassay, LFIA）是目前最成功的现场分析平台之一，可视为“口袋实验室”，与即时检测（point-of-need, PON）技术共同推动检测模式从“样品送实验室”转向“实验室到样品”，从而缩短周转时间并改善临床决策。LFIA 具有快速、简便、相对低成本、无需复杂仪器且可由非专业...
硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）因优异电子特性，被研究为检测生物分子、金属离子、气体分子及作为生物系统界面的超高灵敏传感器。自下而上方法可合成数纳米至数百纳米直径的硅纳米线（SiNW），但大规模可重复制造临床生物传感器件仍具技术挑战。自上而下方法利用先进光刻与纳米制造，从绝缘体上硅（SOI）晶圆受控刻蚀出数十纳米直径 SiN...
近二十年来，SARS-CoV、MERS-CoV及SARS-CoV-2等高致病性人类冠状病毒相继出现，造成全球大量死亡；蚊媒病毒和血源性病毒也显著增加重症死亡风险。目前尚无特效药物，因此需要不牺牲准确性的早期快速检测。基于纳米材料的生物传感器因生物活性与独特传感性能而受到关注，可检测临床样本中的核酸、适配体和蛋白；纳米技术还推动微型化...
拉曼光谱能够以非破坏、无创和无标记方式探测样品的生化组成，并在分子水平提供特异性信息。然而拉曼效应很弱，只有极少数入射光子发生非弹性散射，因此高效收集拉曼散射光子并识别系统中的噪声源至关重要。本研究针对生物传感器应用，对三种共聚焦拉曼光谱仪的性能进行比较与评估：低成本自制CMOS相机拉曼光谱仪、中端微型CCD拉曼光谱仪以及配备深冷C...
前列腺癌（PCa）是男性最常见癌症之一。自20世纪90年代以来，前列腺特异性抗原（PSA）被广泛用作PCa相关蛋白生物标志物，但PSA检测在诊断、监测和治疗PCa患者时特异性和敏感性不足。同时检测多种PCa相关蛋白生物标志物，即多联检测，可改善诊断准确性。若采用酶联免疫吸附试验（ELISA）等传统方法，多联检测会增加所需样本量、分析...
环谐振器因具有较高Q因子、灵敏度和可小面积阵列化等优势，已成为重要的光学生物传感器。本文针对生物医学传感需求，计算研究了一种具有部分锥形波导的聚合物微环谐振器，旨在提高灵敏度并改善品质因数（FOM）。其核心思想是在锥形波导段中增强光场与待测样品之间的相互作用：将波导宽度逐渐减小至原来的一半，使芯内光场约束降低、倏逝场向包层泄漏增加。...
重组DNA技术使许多有用物质可通过生物过程生产，但现有监测多针对pH、溶氧等培养环境，目标蛋白产量通常需经分离纯化后才能确定。为加快生产过程监测和高产蛋白变体筛选，作者开发了一种基于抗体的His标签荧光免疫传感器Quenchbody（Q-body），可快速检测培养基中C端His标签重组蛋白。与含单一染料的单链Fv型Q-body相比，...
新烟碱类杀虫剂是增长最快的杀虫剂，占全球农药市场25%以上，可控制多种危害农田、庭院和草坪的害虫，但广泛使用导致传粉者、昆虫和鸟类等非靶标生物减少，且对人类慢性亚致死效应仍不清楚。因此需要掌握环境中新烟碱类的分布，而目前尚无商用现场可部署传感器用于测量地表水中新烟碱类浓度。本文报道首个利用激光诱导石墨烯（LIG）平台进行新烟碱类电化...
核酸生物标志物广泛用于病毒相关疾病检测。CRISPR-Cas反式激活现象可用于核酸高灵敏、高选择性检测，但通常需要PCR、RPA或LAMP等扩增步骤，流程复杂且可能假阳性。作者开发基于CRISPR-Cas12a的无核酸扩增生物传感器，并与表面增强拉曼光谱（SERS）系统结合。病毒DNA激活Cas12a后，切割连接拉曼探针功能化金纳米...
本文首次报道利用表面等离子共振成像生物传感器在患者血清中检测循环微小RNA作为乳腺癌生物标志物。该方法具有快速、无标记和高灵敏度的优点。传感器在50 nm金膜表面激发等离子体共振，当固定于金表面的DNA探针与目标miRNA发生特异性杂交时，界面折射率变化会在等离子体共振图像中产生强度响应。作者首先检测合成miR-1249，得到传感器...
本研究首次将漆酶（Laccase, Lac）固定化于腰果胶（cashew gum, CG）纳米颗粒，制备漆酶-腰果胶纳米颗粒（LacCG-NPs），并将其用作电化学生物传感器的生物层。LacCG-NPs 采用纳米沉淀法合成，并通过紫外-可见光谱、原子力显微镜、扫描电镜、ATR-FTIR、圆二色光谱、循环伏安法和电化学阻抗谱进行表征；...
光电化学（PEC）传感器灵敏度高、成本低，但紫外或可见光激发易损伤生物样品，限制复杂基质应用。本文构建基于 NaYF4:Yb,Tm@NaYF4@TiO2@CdS（csUCNRs@TiO2@CdS）上转换纳米棒的近红外（NIR）光启动 PEC 生物传感器，以无固定化方式检测急性心肌梗死（AMI）相关 miRNA-133a，并结合杂交链...
抗生素耐药促使快速抗菌药敏试验（AST）技术发展。本文报道一种基于功能化二维金属有机框架的电化学发光（ECL）生物传感器，用于细菌定量检测及抗菌药敏评价。该传感器以玻璃碳电极为基底，修饰氨基化 MIL-53(Al)（NH2-MIL-53(Al)）纳米片，并通过 NHS/EDC 共价固定钌标记刀豆蛋白 A（Ru-Con A）。Con ...
蛋白或微生物菌株设计的高通量表征耗时费力，限制了高性能生物催化剂的开发。转录生物传感器可将难以观察的生产表型转化为可检测信号，从而在短时间内快速表征数千个变体；但许多目标分子缺乏决定传感器特异性的特异性转录调控因子。本文提出一种结合半理性过渡配体策略与流式细胞分选（FACS）的方法，用于快速工程化生物传感器特异性。该两步策略首先将生...
淋病奈瑟菌是引起性传播疾病淋病的人源宿主适应病原体，仍是全球公共卫生挑战，尤其在中低收入地区。开发可靠、简便、低成本且易用的检测方法对控制淋病传播至关重要。本研究首次报道将环介导等温扩增（LAMP）与聚合物纳米颗粒生物传感器（PNB）联用（LAMP-PNB），用于临床样本中淋病奈瑟菌的识别。基于orf1基因设计的LAMP引物可建立有...
生物报告器是由基因改造的活细胞组成，当目标化合物存在时产生易于测量的信号。其核心是感知蛋白或适配体，配体结合后调控报告蛋白表达。周质结合蛋白（PBP）曾被提出作为设计非天然配体识别受体的通用支架，但成功有限。本研究以大肠杆菌核糖结合蛋白（RbsB）为骨架，结合计算模拟、随机突变和报告基因筛选，优化了原本用于识别非天然配体1,3-环己...
本文是《微生物合成纳米材料及其应用》研究专题的编辑导言，概述利用微生物及其代谢物绿色合成纳米颗粒的研究进展与应用前景。与传统物理化学法相比，微生物合成路线环境友好，可利用细菌、真菌和藻类等单细胞或亚细胞体系，在胞内或胞外通过还原酶、非酶蛋白功能基团或多糖等实现金属离子或前驱体的还原、成核、生长与包覆，从而获得粒径和形貌相对均一的纳米...
本文研究“边界”（confim/confine）概念及其与当下时代语境的关系。作者从词源出发，区分 limen（门槛）与 limes（环绕领土的界线），指出边界既分隔又连接，既确立差异又建立接触。文章借助亚里士多德对“地方”（topos）的讨论，认为地方并非空无的容器或先验空间，而是实体在其极限处与他者发生接触的关系场域；边界构成地...