Handheld plasmonic biosensor for virus detection in field-settings.
世界卫生组织宣布新冠疫情为流行病后，快速诊断试剂盒的重要性再次凸显。本文报道了一种轻便、可现场部署的生物传感器，采用基于纳米孔阵列的等离子体芯片并集成无透镜成像框架，用于病毒无标记检测。该平台利用高量子效率CMOS相机，在光谱调谐至纳米孔阵列等离子体模式的LED均匀照明下，监测纳米孔阵列的衍射场图案。以H1N1猪流感病毒为例，作者成...
Highly sensitive wide-range target fluorescence biosensors of high-emittance metasurfaces.
我们展示了由等离子体-光子混合高发射率超表面构成的高灵敏荧光生物传感器。该超表面由带孔硅波导与堆叠互补（SC）金纳米结构组成，可适用于从抗体到核酸的多种靶标。作为验证，免疫球蛋白G（IgG）经微流控通道固定于超表面后，即使在 5 pg/mL（约34 fM）的极低浓度下也能以标度方式直接检测。此外，癌症标志物抗p53抗体在 SC 超表...
Gold based nano-photonic approach for point-of-care detection of circulating long non-coding RNAs.
本文研究边界概念及其与当下时代语境的关系。文章从“confim/confine”的词源与哲学含义出发，区分 limen（门槛）与 limes（边界线），讨论边界如何既区分又连接两个领域，并构成场所（topos）的本质。作者借助亚里士多德《物理学》中关于“地方”的讨论，指出地方不是空无的容器或均匀空间，而是实体在其极限处与他者发生接触...
Ultrasensitive near-infrared electrochemiluminescence biosensor derived from Eu-MOF with antenna effect and high efficiency catalysis of specific CoS
本文报道了一种用于超灵敏近红外电化学发光（ECL）免疫分析的新型多重放大策略，体系为 K2S2O8 溶液。该策略基于 Eu-MOF（EuBTC）的天线效应和 CoS2 中空三壳纳米盒（TSNBs）的高效催化作用。天线效应中，H3BTC 配体首先发生 π-π* 吸收和单重态-单重态电子跃迁，其能量经系间窜越进入三重态，再从最低激发三重...
Enzyme-free impedimetric biosensor-based molecularly imprinted polymer for selective determination of L-hydroxyproline.
本研究首次报道了一种基于分子印迹聚合物（MIP）的无酶阻抗型电化学生物传感器，用于选择性、灵敏地检测骨病早期标志物L-羟脯氨酸（L-hyp）。针对单一3-氨基苯硼酸（3-APBA）印迹表面模板去除困难的问题，作者将含3-APBA和邻苯二胺（OPD）的单体混合液在L-hyp存在下，经循环伏安法共电聚合到丝网印刷电极上。检测原理为L-h...
Monitoring Metabolites Using an NAD(P)H-sensitive Polymer Dot and a Metabolite-Specific Enzyme.
我们报道一种用于即时检测代谢物的NAD(P)H敏感聚合物点（Pdot）生物传感器。该Pdot与代谢物特异性NAD(P)H依赖酶联用，酶催化代谢物氧化并生成NAD(P)H。在紫外光激发下，NAD(P)H通过电子转移猝灭Pdot在627 nm的荧光发射，同时自身在458 nm产生荧光，使高NAD(P)H浓度下发射由红移向蓝。基于蓝/红通...
Non-Invasive Sweat-Based Tracking of L-Dopa Pharmacokinetic Profiles Following an Oral Tablet Administration.
左旋多巴（L-Dopa）是帕金森病（PD）症状治疗的“金标准”药物，但长期使用会因血浆浓度波动并伴随疾病进展，引发运动和非运动并发症。本文报道了首个基于口服标准 L-Dopa 片剂后，对受试者进行个体化治疗药物监测的示例，核心是动态追踪自然分泌指尖汗液中的药物浓度。该触摸式非侵入检测方法利用高渗透水凝胶即时收集指尖汗液，并将汗液输送...
An electroactive and thermo-responsive material for the capture and release of cells.
非侵入性采集目标细胞对生物医学研究至关重要。本研究将热响应聚合物聚(N-异丙基丙烯酰胺)（pNIPAAm）与电活性导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)（PEDOT:PSS）复合，制备兼具导电性与温度驱动能力的智能共聚物，用于在金电极上通过电化学阻抗谱（EIS）无标记、非侵入地检测细胞的捕获与释放。该共聚物嵌入纤连...
Functionalized europium-porphyrin coordination polymer: Rational design of high performance electrochemiluminescence emitter for mucin 1 sensing.
卟啉类化合物具有优异光电特性，是电化学发光（ECL）发射体的理想候选材料，但水溶液中发光强度有限且稳定性差，限制了生物应用。本文采用一步溶剂热法合成了一种功能化铕-5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉（TCPP）配位聚合物（Eu-PCP）。与原始TCPP相比，Eu-PCP在低电位（−1.1 V vs Ag/AgCl）下表现出...
Extracellular Oxidase from the Neonothopanus nambi Fungus as a Promising Enzyme for Analytical Applications.
本研究从发光真菌 Neonothopanus nambi 的菌丝中提取具有氧化酶功能的胞外酶。作者采用温和处理方法，先用 β-葡萄糖苷酶处理菌丝，使胞外蛋白释放到培养液中，再经凝胶过滤色谱分离目标酶。所得酶为含 FAD 的黄蛋白，凝胶过滤和 SDS-PAGE 显示其分子量约为 60 kDa。该酶可催化酚与 4-氨基安替比林（4-AA...
Robust, Long-Term, and Exceptionally Sensitive Microneedle-Based Bioimpedance Sensor for Precision Farming.
精准农业有望在减少传统投入的同时提高全球粮食产能，但其推广取决于能否在不干扰作物生长的前提下实时判别作物状态。电学阻抗谱为非破坏性作物监测提供了可行途径。本文报道了一种基于微针（MNs）的植物生物阻抗传感器，利用微针刺穿植物蜡质表皮，使电极直接接触表皮下的细胞外液，从而在开放空气环境中获得高灵敏度阻抗谱，平均相对噪声为3.83%。传...
Rapid custom prototyping of soft poroelastic biosensor for simultaneous epicardial recording and imaging.
随着体内可拉伸生物传感器需求增加，直接墨水写入（DIW）可快速定制多维功能结构，但现有生物相容性墨水因粘弹性在周期性大应变下产生机械与电滞，限制医学应用。本文报道一种海绵状多孔弹性硅胶复合材料，可用于高精度直接写入定制可拉伸生物传感器。该材料柔软且对应变不敏感，具有可逆压缩性，可抑制重复载荷下的机械和电滞；其超低模量（E<30 kP...
Recombinant organophosphorus hydrolase (OPH) expression in E. coli for the effective detection of organophosphate pesticides.
有机磷农药的广泛使用及其健康危害使可靠、选择性、低成本和高灵敏度的检测方法成为迫切需求。本文报道了一种基于大肠杆菌表达重组有机磷水解酶（OPH）的新型生物传感器。作者构建了 N 端 His-NusA 标记的 His-Nus-OPH，并分别以溶液相酶和负载 His-Nus-OPH 的藻酸盐微球开发比色生物传感器。比色法中，溶液相和包埋...
Antibody Surface Coverage Drives Matrix Interference in Microfluidic Capillary Immunoassays.
生物传感器的性能通常在缓冲液中优化，导致其在真实生物样品中应用时出现不一致。现有降低样品基质干扰的策略往往复杂且难以自动化和微型化，例如样品稀释或血清/血浆回收。本研究首次利用数百条实际微流控免疫分析氟聚合物试纸条，系统分析微流控系统中的血清基质干扰。由于干扰因素具有检测特异性，作者考察了三种酶联免疫分析：直接小鼠IgG/抗小鼠Ig...
A Dual Functional Self-Enhanced Electrochemiluminescent Nanohybrid for Label-Free MicroRNA Detection.
开发兼具强电化学发光（ECL）性能和优异成膜性的 ECL 发光体对生物传感应用非常重要。本文提出一种简便的一步法策略，通过共掺杂三(联吡啶)钌(II) Ru(bpy)3^2+ 和(二乙氨基甲基)三乙氧基硅烷 DEAMTES 到原位生成的二氧化硅纳米杂化材料中，合成自增强 ECL 发光体 DEAMTES@RuSiO2。DEAMTES@...
Targeted Sub-Attomole Cancer Biomarker Detection Based on Phase Singularity 2D Nanomaterial-Enhanced Plasmonic Biosensor.
检测低分子量、低浓度小分子癌症生物标志物在早期癌症诊断、治疗监测和复发检测等临床应用中始终具有挑战性且迫切。本文利用原子薄二维相变纳米材料开发了一种高增强等离子体生物传感器，以克服该挑战。通过精确设计原子薄材料构型，成功实现相位奇异性，并获得显著增强的横向位置移动效应。据作者所知，这是全光学技术中首次在传感界面实现大于340 μm的...
Restoring Tactile Sensation Using a Triboelectric Nanogenerator.
触觉丧失常见于创伤性周围神经损伤或软组织缺失患者，但现有恢复手段有限。植入式神经假体是恢复触觉的有前景方向，但现有装置存在使用与制造复杂、需要外部电源等不足。本文提出、制备并演示了一种摩擦电纳米发电机（TENG）作为相对简单、自供电、生物相容、灵敏且柔性的触觉恢复装置。该集成触觉TENG（TENG-IT）植入皮下，将触觉压力转换为电...
Hydrazine Hydrate and Dissolved Oxygen-Triggered Near-Infrared Chemiluminescence from CuInS
本文提出一种以 CuInS2@ZnS 纳米晶（CIS@ZnS NCs）为发射体的近红外（NIR）水相化学发光（CL）策略。水合肼（N2H4·H2O）可向 CIS@ZnS NCs 导带注入电子，同时被氧化为中间自由基 N2H3•；N2H3• 将溶解氧（O2）还原为超氧自由基 O2•−，后者向 CIS@ZnS NCs 价带注入空穴。电子...
Multimode Visualization of Electronic Skin from Bioinspired Colorimetric Sensor.
生物皮肤具有将外部机械或温度刺激转化为可识别信号（如颜色变化）的能力，但将可视化与多种复杂外部刺激的同步检测集成到单一生物传感器中仍具挑战。本文提出一种全溶液加工、仿生可拉伸电子皮肤，具有交互颜色变化和四模态传感性能。该器件由含热致变色分子的硅橡胶基底、银纳米线（AgNW）电子传输层和PEDOT:PSS保护层构成，通过三种电极的不同...
Fibronectin binding to von Willebrand factor occurs via the A1 domain.
背景：胶原与血管性血友病因子（von Willebrand factor, VWF）的相互作用在止血启动中发挥重要作用。目的：作者假设除胶原外，纤连蛋白（fibronectin）等细胞外基质（ECM）蛋白也可能结合 VWF。方法：采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血浆来源及含特定结构域变异的重组 VWF 与纤连蛋白的相互作用；通...