重大疾病如恶性肿瘤的早期诊断一直是重要研究方向。通过筛查实现早诊早治，可显著提高患者生存率并降低医疗成本，因此开发简单、高灵敏、高特异且低成本的检测方法具有重要意义。电化学DNA生物传感分析基于Watson-Crick碱基互补配对，利用已知序列捕获探针特异性识别目标DNA并检测其浓度。由于成本低、操作简便、便携且易微型化，该技术已成...
苹果酸是三羧酸循环关键中间代谢物，在医药和食品中有重要用途，但微生物合成法仍处于早期阶段。代谢工程中的关键问题之一是苹果酸动态且细微的变化难以检测，亟需直接、精确检测微生物代谢中苹果酸的技术，以支持工程菌株高通量筛选。本研究在地衣芽孢杆菌中构建了响应苹果酸的遗传编码生物传感器。首先鉴定关键调控子 MalR 及传感器作用位点，随后通过...
本研究设计了一种具有高效催化切割活性的三荧光标记Y形DNAzyme，并合成三维MOF-MoS2纳米盒（3D MOF-MoS2NBs）作为荧光生物传感器的高效猝灭剂。三种酶适配体（EA）与底物适配体（SA）杂交退火形成Y形DNAzyme结构，并在SA的3′端分别标记FAM、TAMRA和ROX荧光基团。当Hg2+、Ni2+和Ag+存在时...
传统供体-供体-受体（DD-A）荧光共振能量转移（FRET）通常依赖溶液中DNA分子随机碰撞与相互作用，存在生物稳定性弱、反应动力学慢和杂交效率低等缺陷。为克服上述不足，本研究构建了四价十字形DNA纳米结构（qCDN）介导的级联催化发夹组装（CHA）放大器，用于淀粉样β寡聚体（AβOs）的荧光检测。首先，将四个H1和四个H2发夹探针...
本文报道利用结合表面等离子共振（SPR）和光波导光谱（OWS）的倏逝波光学生物传感器，原位监测固相表面连接单链DNA（ssDNA）链的生长。通过滚环扩增（RCA）实现grafting-from方式生长，锚定在金传感器表面的ssDNA链随时间逐渐延长并被光学追踪。当聚合物链密度足够高时，ssDNA形成厚度超过10 μm的刷状结构，可支...
本研究开发了一种基于生物质氮掺杂碳量子点（N-CQDs）检测细胞色素c（Cyt c）和胰蛋白酶的灵敏策略。N-CQDs以纤维素酶解木质素为碳源、氨水为溶剂和氮源，经一锅水热法合成，水溶性和光学性质稳定。氮掺杂使荧光量子产率提高至8.23%，约为掺杂前的4倍。N-CQDs被构建为无标记生物传感器：带正电的Cyt c通过静电诱导聚集和静...
随着工业活动增加，汞大量排入环境并造成严重污染，其生物毒性对人类健康构成威胁，因此需要简单快速的现场监测手段。本研究通过直接修饰荧光蛋白 mCherry 的发色团微环境，成功设计了一种用于 Hg2+ 传感的“关闭型”荧光生物传感器 mCherry L199C。为便于快速筛选与表征，利用细胞表面展示技术将该 mCherry 变体直接表...
本文提出一种新型滚环链置换扩增（RC-SDA）策略，以含两个识别域的环状DNA替代传统链置换扩增（SDA）中受限的线性DNA模板，反应时间缩短至30 min，转化效率高于1.77×10^8，显著优于传统SDA。当HIV DNA片段与环状模板结合后，在Phi29 DNA聚合酶和Nb.BbvCI酶辅助下，RC-SDA被激活并大量输出模拟...
细胞外热休克蛋白（HSPs）介导免疫功能，并参与感染、应激和癌症等病理过程。本研究在49例急性胰腺炎（AP）患者队列中，证明了血清HSP70和HSP90水平与AP严重程度的依赖关系。作者构建了 tethered双分子脂质膜（tBLMs），用于研究HSPs与tBLMs的相互作用，并用电化学阻抗谱（EIS）探测。结果显示HSP70和HS...
本文报道了一种基于热等离子体沉积二氧化钛（TiO2）纳米颗粒的叉指电极（IDE）DNA生物传感器。高纯度TiO2纳米颗粒通过热等离子体法合成并直接沉积于铂（Pt）叉指电极表面，随后用（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷（APTES）对TiO2层进行硅烷化活化，并将羧基修饰的单链探针DNA固定于电极表面，构建无标记DNA检测界面。利用透射电镜...
本文报道了利用编码 lumazine 蛋白和核黄素生物合成基因的重组质粒构建荧光细菌。Lumazine 蛋白属于核黄素合酶超家族，其强荧光源于非共价结合的 6,7-二甲基-8-核糖基 lumazine。含枯草芽孢杆菌核黄素合成基因的 pRFN4 质粒原本用于过量表达该荧光配体。为建立基于 Photobacterium leiogna...
低密度脂蛋白（LDL）过量会促进胆固醇在动脉壁沉积，易诱发动脉粥样硬化性心血管疾病（ACD），因此需要简单、灵敏的 LDL 定量方法。本文以 β-环糊精（β-CD）作为分子受体，利用静电、范德华力、氢键和疏水相互作用与 LDL 形成稳定包合复合物，并结合金纳米颗粒（Au NPs）构建电化学生物传感器。通过电化学阻抗谱（EIS）研究 ...
葡萄糖浓度测定在临床诊断、食品和制药工业中具有重要意义。本研究将短链聚苯胺（PANI）和聚吡咯（Ppy）基纳米复合材料与葡萄糖氧化酶（GOx）及直径6 nm的金纳米颗粒（AuNPs(6 nm)）沉积在石墨棒（GR）电极上，随后再固定一层GOx，并优化了GR电极修饰条件。在苯并咪唑甲砜（PMS）存在下，采用循环伏安法和恒电位安培法评价...
近年来，纳米孔技术在生命科学与生物医学研究中日益重要。该技术通过在薄膜中嵌入纳米级孔道并测量电化学信号，可用于研究核酸及其他生物大分子。牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technology, ONT）是纳米孔技术最成功的应用之一，标志着第四代基因测序技术的开端。本综述系统介绍了纳米孔基因测序的工作原理与信号处理技术，...
受天然信号蛋白模块化结构启发，配体结合蛋白可融合两个荧光蛋白（FP）构建基于 Förster 共振能量转移（FRET）的生物传感器。本研究以葡萄糖传感器为例，将供体与受体荧光蛋白通过不同连接序列连接至葡萄糖结合蛋白，形成多种传感器构象体。对其中三种构象体，利用小角 X 射线散射（SAXS）测量葡萄糖诱导的构象变化，并与已发表的单分子...
为帮助行动受限患者自由控制轮椅，本文提出一种基于柔性水凝胶生物传感器和小波变换-支持向量机（WT-SVM）算法的眼动控制轮椅原型。针对刚性金属电极变形性差、生物相容性不足的问题，作者采用导电羟丙基纤维素/聚乙烯醇（HPC/PVA）水凝胶和柔性聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底制备柔性水凝胶生物传感器。该传感器贴附于使用者额头，用于采集眼...
植物提取物和药典是发现新型抗氧化剂的重要来源。长期以来，抗氧化活性主要依靠无细胞的氢原子转移（HAT）和单电子转移（SET）化学测定，但这些方法无法反映抗氧化剂在活体系统中的真实作用。近年来发展的活细胞检测能够在亚细胞水平揭示抗氧化剂的作用机制，正在改变抗氧化评价范式。本综述系统介绍可用于定量评价植物提取物抗氧化效应的细胞学方法。目...
由食源性病原菌引起的食源性疾病是食品安全领域的重大问题，因此快速筛查和灵敏检测食源性病原菌对保障食品安全具有重要意义。目前，已有大量研究报道将生物传感器与信号放大技术相结合，实现病原菌的快速灵敏检测。本综述系统总结了生物传感器耦合信号放大技术用于病原菌检测的研究进展，内容涵盖：（1）生物传感器的发展历史、基本概念与工作原理；（2）生...
干扰素-γ（IFN-γ）是具有抗病毒、抗菌和免疫调节作用的重要细胞因子，可作为癌症、HIV、结核和副结核等疾病的早期生物标志物。本研究开发了一种基于多功能DNA三链连接体（MF-3WJ）的电化学生物传感器，用于高灵敏检测IFN-γ。MF-3WJ由IFN-γ适配体序列、巯基锚定区和含4个C-C错配的序列组成，后者可引入Ag+作为氧化还...
生物分析方法，尤其是电化学生物传感器，因操作简便、成本低廉和响应快速，正被越来越多地应用于工业领域。然而，要可靠使用此类器件，必须对其基本分析参数进行深入评估。本文评估了一种基于葡萄糖氧化酶（GOx）共价固定的安培生物传感器的分析参数。GOx 以等离子体接枝五氟苯基甲基丙烯酸酯（pgPFM）为锚定，固定于涂覆二氧化钛纳米管阵列（Ti...