本综述系统总结了基于侵入性和非侵入性生物样本的小型生物传感器在阿尔茨海默病（AD）早期诊断中的研究进展、挑战与未来方向，旨在为领域读者提供概念启发。文章按检测尺度（飞莫至微尺度），围绕脑脊液（CSF）、血液、尿液、汗液和泪液等样本，归纳了用于超灵敏检测多种AD生物标志物（如Aβ肽、tau蛋白、乙酰胆碱、microRNA137等）的传...
利用点击化学检测活细胞内叠氮标记生物分子已推动化学生物学发展，但目前仍缺乏可自主、快速检测叠氮离子的合成生物学工具。本文开发了一种名为 cyn regulon 的工程化合成启动子系统，并构建互补的大肠杆菌工程菌株，用于选择性检测叠氮离子并自主诱导下游报告基因表达。工程化 cyn 叠氮操纵子可在 0.01–5 mM 三个数量级的叠氮离...
大肠杆菌中 L-色氨酸（L-Trp）生产长期依赖随机诱变与筛选，但所得菌株遗传背景不清。本研究将细胞内 L-Trp 生物传感器与流式细胞分选（FACS）结合，在大肠杆菌中筛选获得 L-Trp 高产株 TPD5，并系统阐明其过量生产的遗传基础。全基因组测序鉴定出多个突变，其中影响最显著的正向突变包括 TnaA 缺失、AroG S211...
肝细胞癌（HCC）是全球重大健康问题，每年约84.1万新发和78.2万死亡，早期生物标志物缺乏和诊断集中化是主要瓶颈。转录组研究虽处于早期，但已证明在识别一致且特异性的癌症RNA差异表达方面具有优势，然而结果可能受其他癌症类型重叠影响，且设备昂贵。高光谱成像（HSI）具有独特光谱特征，是癌症检测中的新兴工具。本研究开展HCC诊断先导...
当前，许多一次性不可降解塑料对生命构成威胁，聚羟基脂肪酸酯（PHA）生物聚合物已在生物塑料产业中开发以替代石化塑料。聚(3-羟基丙酸酯)（poly(3HP)）是一种新型生物材料，具有生物相容性、可生物降解性，并可通过工程菌株高产合成。目前，已开发多种基于生物聚合物的功能复合材料，以提高廉价来源微生物生物聚合物的价值。本综述广泛介绍 ...
工业排放增加是水体污染的首要原因，细菌的生存策略有助于恢复生态平衡，也可用于开发创新环境生物技术。本研究以土著非致病维氏假单胞菌（Pseudomonas veronii 2E）为对象，研究其全细胞、胞外聚合物（EPS）和生物表面活性剂介导的铜离子（Cu(II)）与镉离子（Cd(II)）生物传感、去除和回收，用于废水生物处理。作者利用...
本研究合成并研究了一种含四苯乙烯（TPE）单元与螺吡喃（SP）单元共价连接的新型聚集诱导发光（AIE）结构，并在含水90%的半水溶液中考察其性能。经紫外光照射后，无发射的闭式 SP 单元可转变为红发射的开式花青（MC）单元，与 TPE 单元共同构成双荧光团传感器，用于检测铅(II)离子。TPE 作为能量供体，在 480 nm 处产生...
报道了一种基于金纳米棒（AuNR）的侧流核酸生物传感器（LFNAB），用于快速、高灵敏地可视化检测DNA。约60 nm长的AuNR作为有色标记物标记检测DNA探针（Det-DNA），捕获DNA探针（Cap-DNA）固定于试纸条检测区。在靶DNA（Tar-DNA）存在时，AuNR-Det-DNA、Tar-DNA与Cap-DNA通过Wa...
本文开发了一种基于Zr4+介导信号转换与杂交链反应（HCR）刺激DNAzyme纳米线的电化学平台，用于检测蛋白激酶活性。首先，蛋白激酶A（PKA）磷酸化固定在金电极表面的底物肽；随后，含5'-磷酸末端的DNA1通过磷酸-Zr4+-磷酸配位键连接到磷酸化底物肽上。引入分子信标（MB）后，DNA1通过toehold介导的链置换反应（TM...
合成生物电路被广泛用于控制微生物细胞功能，天然和合成核糖开关是合成生物学中有吸引力的传感模块。然而，核糖开关电路的fold-change调节困难，通常需要深入理解其机制并筛选突变库，因此需要新的分子部件和简便调节策略。本研究提出基于toehold switch的调节器策略，将核糖开关与转录抑制因子组成的混合输入元件，与从头设计的RN...
胶质瘤是致死率最高的脑肿瘤，开发能在低浓度下高效检测胶质瘤细胞的生物传感器，对个体化胶质瘤治疗仍具挑战。本文构建了一种脉冲诱导的电化学阻抗生物传感器，用于超灵敏检测胶质瘤细胞。4–11 nm 硫掺杂石墨烯量子点（S-GQDs）通过 Au–硫醇键均匀负载于金纳米粒子修饰碳纳米球（Au–CNS）表面，形成 S-GQDs@Au–CNS 纳...
多环芳烃（PAHs）因高量子效率和低成本被视为有前景的电化学发光（ECL）发射体，但纯 PAH 微晶（如鲁米烯微晶，Rub MCs）的形貌与尺寸控制困难，且易受内滤效应限制。本文采用原位氧化还原沉积法制备钯纳米粒子功能化空腔 PAH-金属纳米立方体（Pd-Rub-Ag@Au nanocubes）：以 Ag@Au 纳米立方体为模板、鲁...
数字医学关注利用技术作为测量与干预工具以促进人类健康，并可能推动自闭症谱系障碍（ASD）治疗的发展。过去十年，成熟与新兴技术在诊断、评估、治疗和照护协调中的应用迅速扩展，有望实现更早、更准确的诊断，改善分诊、治疗可及性与规划，并提高 ASD 患者的结局和生活质量。本文重点综述两个方向：一是评估、诊断与结局测量，二是数字疗法。在评估方...
2019冠状病毒病（COVID-19）传染性强，威胁人类健康，目前尚无特效药或疫苗，因此亟需建立快速、灵敏的早期诊断平台，以便在快速诊断后对感染者进行物理隔离。本文提出一种基于金纳米颗粒（AuNPs）的比色/表面增强拉曼散射（SERS）/荧光三模式生物传感器，可在40 min内快速、选择性检测病毒RNA。作者合成了平均粒径约17 n...
基于巯基甲胺磷作为底物的成功合成，作者结合纳米效应、强Au–S键以及乙酰胆碱酯酶（AChE）与巯基甲胺磷之间的相互作用，设计并制备了一种新型纳米金/巯基甲胺磷多残留电化学生物传感器。该传感器采用间接竞争法，可同时检测11种有机磷农药（OPPs）及其总量。通过差分脉冲伏安法（DPV）和电化学阻抗谱（EIS）表征了修饰电极的电化学行为，...
理性构建先进传感平台以敏感检测活细胞产生的过氧化氢（H2O2），是生理与病理研究中的挑战。单原子位点催化剂（SASCs）因具有类过氧化物酶（POD）活性和类似天然金属酶的金属配位环境，在 H2O2 检测中前景广阔，但中心原子电子与几何结构调控困难，使其与天然酶仍有差距。本文提出一种基于单原子 Fe 位点与碳包裹 Fe3C 晶体耦合（...
细菌感染对人类健康构成重大威胁，且抗生素耐药性不断增强。这些感染可导致高发病率和死亡率，因此需要快速、有效地识别和治疗病原菌。近年来，检测方法的发展集中于电化学、光学和质量型生物传感器。这些系统的进展包括采用多功能材料、微流控采样和便携式数据处理，以提高灵敏度、特异性和操作便利性。与此同时，抗菌治疗进展主要集中于抗生素和抗生素替代物...
卡那霉素（Kanamycin，Kana）是广泛使用的兽药，其滥用会在蜂蜜、牛奶等动物源食品中残留，并通过食物链危害人体健康，因此亟需高特异、高灵敏的残留检测方法。本文构建了一种光电化学（PEC）适配体传感器，用于快速定量检测 Kana。该传感器以硫化铅量子点/二氧化钛纳米颗粒（PbS QDs/TiO2 NPs）为光敏复合层，以 Ka...
还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）是细胞中关键辅酶，作为氧化还原反应中的电子载体，其浓度是细胞代谢状态的重要指标。异常 NADH 水平与年龄相关代谢疾病和神经退行性疾病相关，因此需要简单、快速的即时检测 NADH 分析方法。本文开发了一系列 NADH 敏感半导体聚合物点（Pdots）作为 NADH 测量纳米探针，并在体外和体内测...
准确、快速的诊断对降低 SARS-CoV-2 疫情影响至关重要。本研究报道了一种受血糖试条制造流程启发的电化学生物传感器，用于检测 SARS-CoV-2。传感器以印刷电路板（PCB）上的金工作电极为基底，在其表面构建 1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇（PFDT）自组装单分子层，形成具有两亲性和抗生物污损特性的界面；随后将血管紧张素...