当前新冠疫情迫切需要极灵敏、快速的 SARS-CoV-2 检测。本文报道一种人血管紧张素转换酶 2（ACE2）功能化金“病毒陷阱”纳米结构，作为高灵敏表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器，用于选择性捕获并快速检测污染水中表达 S 蛋白的冠状病毒，如 SARS-CoV-2，检测水平可达单病毒。该传感器利用 ACE2 与 S 蛋白的高...
本研究开发了一种便携式生物传感器，用于检测β-人绒毛膜促性腺激素（β-hCG）。β-hCG广泛用于妊娠检测，也是宫外孕的重要生物标志物。该传感器采用扩展栅极设计的电双层场效应晶体管（EDL-FET）生物传感器，通过施加偏压并测量漏极电流信号实现检测。金电极表面经抗β-hCG抗体功能化，用于捕获β-hCG蛋白；荧光成像技术用于确认表面...
本研究最初旨在利用先前筛选获得的DNA适配体，开发用于均相检测异恶草磷（isocarbophos）和毒莠定（phorate）农药的荧光各向异性生物传感器平台。为此，作者实施了两种具有高度通用性的信号报告策略，分别基于互补链置换和SYBR Green嵌入剂置换。然而，两种换能方法均未产生与毒莠定浓度相关的信号；仅SYBR Green置...
近年来，微生物外多糖（EPS）生产受到关注，低成本底物是降低生产成本的关键。本研究以酸奶（S2）、克菲尔（S3）来源的嗜热链球菌（S. thermophilus）分离株及 ATCC 19258（S1）为对象，采用不同果浆研究其 EPS 产量。菌株经形态学和 16S rRNA 序列分析鉴定。EPS 含量以葡萄糖为标准，采用酚-硫酸法分...
本文报道了一种基于MXene（Ti3C2Tx）的酶促电化学生物传感器，用于高灵敏、选择性检测胆固醇。所合成的Ti3C2Tx具有较大比表面积、良好生物相容性、优异电子导电性和水相分散性。通过连续自组装过程制备Chit/ChOx/Ti3C2Tx纳米复合膜，并利用扫描电子显微镜（SEM）、循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和差分脉...
基于转录因子（TF）的生物传感器在提高生物制造产量、大规模功能筛选和环境监测中已证明有用。多数酵母 TF 生物传感器由天然启动子构建，保留较大 DNA 片段且与宿主基因组同源性较高，可能增加生物工程难度。因此需要探索更小的合成生物传感器，以扩展酵母基因表达调控选项。本文提出一种系统方法，改进酿酒酵母中基于 Yap1 转录因子的氧化应...
现有非侵入式电生理生物传感器与皮肤稳态不兼容，难以长期稳定测量。受叶片稳态系统启发，作者开发了首个具有保护、感知、自调节和生物安全功能的稳态纤维素生物传感器。研究发现，介孔纤维素膜在生理盐水中溶胀后转变为稳态材料，兼具高离子电导率、优异柔韧性与稳定性、适当粘附力和自修复效应。该传感器通过扩散自调节和自修复门控释放机制，在动态环境、严...
本文提出一种基于杂交链式反应（HCR）双链DNA聚合物经Exo III辅助消化（EADDP）的电化学生物传感策略，用于检测细胞角蛋白片段抗原21-1（CYFRA 21-1）DNA。首先，目标DNA存在可驱动催化发夹组装（CHA）反应，实现目标识别与循环；随后触发HCR进行进一步信号放大，生成带信号标记的长双链DNA聚合物；接着加入E...
开发了一种结合集成微电极（IME）与功能核酸的微型化均相无标记电化学生物传感平台。IME由碳纤维微电极和铂线在q型玻璃管中组成两电极系统，可在微升级样品中进行电化学监测。采用新报道的G三链/亚甲基蓝（G3/MB）复合作为信号发生器；G3与MB具有强亲和力，结合后显著降低MB的扩散电流。以三聚氰胺为模型靶标，利用三聚氰胺与胸腺嘧啶（T...
本研究合成了一种新型自增强光电活性材料Na+、K+共掺杂碳氮化物（NaKCN），用于构建高灵敏光电化学生物传感器检测miRNA-182-5p。NaKCN具有葡萄糖氧化酶（GOx）模拟光催化活性，在可见光照射下催化葡萄糖原位生成高浓度H2O2，作为自身电子供体增强光电流；Na+和K+共掺杂可减小碳氮化物能隙，提高可见光吸收与光催化效率...
肌酐是排尿障碍和肾功能不全的指标，也是前列腺癌晚期的标志物；早期敏感检测肌酐有助于降低前列腺癌相关死亡风险。本研究通过两步法以低成本前驱体制备氮掺杂多孔碳锑（Sb/NPC）纳米颗粒，并将其用作非酶电化学生物传感器。Sb/NPC具有良好氧化还原活性和导电性，修饰在玻碳电极上构成三电极体系，用于标准肌酐溶液的电化学检测。采用循环伏安法、...
有机汞包括甲基汞（CH3Hg+）和乙基汞（C2H5Hg+），具有高毒性和生物累积性，易在食物链中放大，因此特异性检测有机汞对评估海产品汞健康风险具有重要意义。本文设计了一种适配体 AS-T7，其由银纳米团簇（AgNCs）支架序列 AS 和富 T 序列 AT7 组成，可同时用于合成 DNA 模板 AgNCs 并识别有机汞，进而建立了一...
炎症参与急性冠脉综合征的发病机制，C反应蛋白（CRP）可作为生物标志物。为精确检测CRP，作者构建了由八银离子嵌入多功能DNA四路连接体（MF-DNA-4WJ）和多孔铑纳米颗粒（pRhNP）异质层组成的微间隙电极CRP电化学生物传感器。通过C–C错配引入8个Ag+以提高导电性；每条DNA四路连接体包含CRP适配体序列、巯基锚定区及末...
本文是《Frontiers in Chemistry》纳米酶研究专题的编辑评论，系统概述了纳米酶作为人工酶的功能纳米材料在理性设计与生物医学应用中的进展。纳米酶可在温和条件下模拟天然酶催化底物转化，并具备多功能性、催化活性可调、成本低、可规模化生产及稳定性高等优势。专题收录了13篇论文，重点介绍了基于纳米酶的传感探针：PdCuAu纳...
体外动力学测量可用于表征结合相互作用的机制，在药物发现中从早期靶点确认到临床前优化均具有重要价值。早期化合物常呈现瞬态动力学，难以在常规药物发现中测量；例如不可逆抑制剂传统上依赖烷基化速率常数，但该指标无法解析驱动可逆结合与亲和力复合物失活的基本速率常数，接近扩散极限的极快结合过程也难以测量。为此，本文提出一种实用的动力学再结合检测...
扩大木质素可转化产品谱系对建立可行的生物基经济至关重要。本研究对 Pseudomonas putida KT2440 进行工程改造，使其能够从模型芳香化合物及木质素来源芳香物高产量生产三羧酸循环衍生的衣康酸。作者开发了一种氮饥饿检测生物传感器，用于动态两阶段生物生产，使衣康酸在非生长关联的生产阶段生成。通过引入 cis 和 tran...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）通过其刺突蛋白（S-protein）与细胞表面血管紧张素转换酶2（ACE2）结合进入细胞，因此抑制S-protein-ACE2结合可能阻碍病毒进入并减轻2019冠状病毒病（COVID-19）进展。本研究构建了一种基于电化学阻抗谱（EIS）的生物传感平台，以重组ACE2修饰的钯纳米薄...
氧化酶模拟纳米酶比过氧化物酶模拟纳米酶更受青睐，因为可省略 H2O2。然而，已知具有氧化酶样活性的纳米材料很少。本工作比较了 Mn2O3、Mn3O4 和 MnO2 的活性，发现 Mn2O3 具有最高氧化酶活性。有趣的是，Mn2O3 的活性甚至被 H2O2 抑制。Mn2O3 的氧化酶样活性受牛血清白蛋白（BSA）等蛋白质存在影响不大，...
建立了一种环介导等温扩增（LAMP）联合纳米颗粒侧流层析生物传感器（LFB）的方法，用于快速准确检测质粒介导多粘菌素耐药基因 mcr-1，该基因导致临床治疗中多粘菌素抗菌活性丧失。扩增阶段在63℃下60 min完成，反应产物可通过LFB目视检测，提供快速（2 min内）且客观的扩增结果评价方法。LAMP对mcr-1靶序列具有高度特异...
肉毒神经毒素（BoNTs）由土壤细菌肉毒梭菌产生，是肉毒中毒的病因，并被列为生物危害因子，因此需要快速筛查方法以便及时采取正确对策。金标准方法依赖小鼠致死试验，分析时间长，即2–5天，阻碍食品安全和医学诊断的及时处理。本文提出首个基于纸的无抗体传感器，用于可靠、快速地检测 BoNT/A 和 BoNT/C，利用其对能够模拟天然底物 S...