Biosensors as a future diagnostic approach for COVID-19.
生物传感器是临床诊断、食品加工和环境监测中检测病毒等分析物的重要器件，可提供实时、快速、有效的定性或定量检测。本文综述了用于病毒检测的多种生物传感器技术，重点介绍光学（如表面增强拉曼散射 SERS、表面等离子共振 SPR）和电化学生物传感器的机制、优缺点。文中讨论了病毒生物受体（抗体、适配体、肽、核酸、全细胞等）和换能器（光学、电化...
Projection Microstereolithographic Microbial Bioprinting for Engineered Biofilms.
微生物是生态系统与生物地球化学过程的关键驱动者，但其三维组织如何影响整体功能仍不清楚。为探究生物膜结构如何影响微生物活性，作者开发了一种基于投影微立体光刻（PμSL）的微生物生物打印技术（SLAM Bioprinting），将细菌图案化并封装到光聚合水凝胶三维结构中。该技术使用 405 nm LED 投影、LAP 光引发剂和 PEG...
Integration of single-molecule detection with endonuclease IV-assisted signal amplification for sensitive DNA methylation assay.
本文报道了一种用于灵敏检测DNA甲基化的新型荧光生物传感器，该传感器将单分子检测与内切酶IV（endo IV）辅助信号放大相结合。传感器以甲基化敏感限制性内切酶HpaII判别靶DNA甲基化状态：未甲基化DNA被HpaII切割，甲基化DNA得以保留；保留的甲基化DNA链与含AP位点、5'端生物素和3'端Cy5标记的信号探针杂交，并被链...
Integrated dielectrophoretic and impedimetric biosensor provides a template for universal biomarker sensing in clinical samples.
体液核酸与蛋白生物标志物的检测和定量是疾病筛查与诊断的关键，但现有平台多依赖qPCR、ELISA或侧流免疫分析，步骤复杂、耗时、成本高，不适合常规即时检测。本文提出一种一次性通用即时生物传感器概念，用于在稀释血清中直接检测和定量核酸及蛋白标志物。该传感器以T形叉指金微电极为核心，利用介电电泳、电热效应和热泳，在交流电场与焦耳热产生的...
Recent advances in functionalization of plasmonic nanostructures for optical sensing.
本综述系统总结了基于纳米结构表面等离子体共振（SPR）的化学传感器与生物传感器在功能化方面的研究进展。文章首先介绍等离子体纳米结构的光学传感原理，重点讨论金、银等贵金属纳米颗粒（纳米球、纳米立方、三角片等）的局域表面等离子体共振（LSPR）特性及其对尺寸、形状、组成和周围介电环境的敏感性。随后按功能化配体类型分为氨基酸与蛋白质、寡核...
Genetically Encoded Biosensors Based on Fluorescent Proteins.
基于荧光蛋白（FP）的遗传编码生物传感器能够在活细胞和活体中实时监测分子动力学，对理解复杂细胞过程的正常功能与调控至关重要。根据待监测分子事件类型，需采用不同传感策略以优化 FP 生物传感器设计。本文综述了基于 FP 的遗传编码生物传感器及其多种策略，包括荧光蛋白转位、荧光共振能量转移（FRET）、二聚化依赖型荧光蛋白（ddFP）、...
Deciphering the Disaggregation Mechanism of Amyloid Beta Aggregate by 4-(2-Hydroxyethyl)-1-Piperazinepropanesulfonic Acid Using Electrochemical Impedance Spectroscopy.
淀粉样β（Aβ）肽聚集成毒性寡聚体、纤维和斑块是阿尔茨海默病（AD）分子发病机制的核心，也是AD诊断重点。清除患者体内毒性Aβ聚集体对延缓神经退行性病变进展很重要。近期4-(2-羟乙基)-1-哌嗪丙磺酸（EPPS）被报道可与毒性Aβ聚集体结合并将其转化为单体，从而减轻Aβ聚集体在脑中的负面影响，但其解聚机制尚未完全阐明。本研究开发了...
Utilizing the Food-Pathogen Metabolome to Putatively Identify Biomarkers for the Detection of Shiga Toxin-Producing
产志贺毒素大肠杆菌（STEC）是全球食源性疾病的重要病原，许多暴发与受污染叶菜等食品有关。现有 STEC 检测与分离方法耗时长，快速方法有助于防止污染产品进入消费环节。本研究为一项概念验证研究，旨在判断代谢组学方法能否用于检测菠菜中的 STEC 污染。研究采用非靶向代谢谱分析，对细菌富集及接种菠菜富集所得细胞沉淀与上清中的特征代谢物...
Micro-microbial electrochemical sensor equipped with combined bioanode and biocathode for water biotoxicity monitoring.
为降低水污染事故风险，本研究开发了一种低成本、自供电的微微生物电化学传感器，用于水生物毒性在线监测。该传感器以生物阳极和生物阴极共同作为传感元件，采用顺序流动无膜通道和双侧被动供氧结构，其中生物阴极由两片防水透气膜（WBM）增强氧气传递。实验比较了生物阳极与生物阴极数量比为2:1（2A1C）和1:2（1A2C）的构型，发现降低阳极/...
CDK2 limits the highly energetic secretory program of mature β cells by restricting PEP cycle-dependent K
成熟胰岛β细胞虽增殖受限，却维持高能量分泌状态，且成年期持续合成细胞周期依赖性激酶2（CDK2）。其胞质定位提示可能存在非细胞周期功能。本研究构建成年β细胞特异性诱导性 Cdk2 缺失小鼠（CDK2-iKO，Cdk2^fl/fl:MIP-CreERT），在β细胞质量、成熟度和增殖不变的情况下，遗传缺失 CDK2 增强离体胰岛胰岛素分...
Single-particle fibrinogen detection using platelet membrane-coated fluorescent polystyrene nanoparticles.
纤维蛋白原参与多种生理过程，是多种疾病的重要生物标志物，因此发展灵敏可靠的纤维蛋白原检测方法具有重要意义。本文报道了一种基于血小板膜包覆荧光聚苯乙烯纳米颗粒（PNPs）的颜色编码单颗粒检测（SPD）方法，用于纤维蛋白原检测。由于纤维蛋白原与血小板膜上整合素受体之间存在特异性相互作用，PNPs 在纤维蛋白原存在时可形成聚集结构。因此，...
Colorimetric determination of amyloid-β peptide using MOF-derived nanozyme based on porous ZnO-Co
本文报道了一种基于多孔双金属ZnO-Co3O4纳米笼（NCs）高过氧化物酶样活性的灵敏、快速比色生物传感器，用于淀粉样β肽（Aβ）检测及淀粉样变过程研究。由于Aβ单体对ZnO-Co3O4 NCs具有较强结合能力，可显著抑制其催化活性，该抑制效应构成了Aβ单体比色检测的基础。方法对Aβ单体的检出限为3.5 nM，线性范围为5–150 ...
Black Au-Decorated TiO
本文报道了一种通过液相激光烧蚀一步制备金修饰/掺杂非晶二氧化钛纳米球的方法。将商品化TiO2纳米粉体分散于水相HAuCl4中，经纳秒激光辐照，形成表面和内部均含Au纳米团簇的非晶TiO2纳米球。该杂化材料在可见至近红外波段具有强吸收，平均吸收率约96%，其机制源于激光处理导致非晶TiO2带隙降低以及Au纳米团簇的局域表面等离激元共振...
Nanobiosensor Reports on CDK1 Kinase Activity in Tumor Xenografts in Mice.
探测细胞内蛋白激酶动态并定量其活性，是理解协调细胞生长与分裂、并在过度增殖和病理状态中作为生物标志物及药物靶点的分子机制的重要挑战。本文报道了有丝分裂激酶 CDK1 纳米生物传感器的工程化构建与表征：通过碳纳米管多功能化，在其表面连接 CDK1 特异性荧光肽报告子。该原创性 CDK1 活性报告子将荧光生物传感器的高敏感性与碳纳米管独...
DNA immobilization and detection using DNA binding proteins.
生物传感器中生物识别元件的固定方式直接影响最终性能。在 DNA 检测中，常采用（链霉）亲和素-生物素亲和作用固定生物素标记寡核苷酸或 PCR 扩增子。本文提出 DNA 结合蛋白作为 DNA 固定与检测的通用锚定分子，利用特定 DNA 结合蛋白与其双链 DNA 结合位点之间强而特异的亲和作用。这些结合位点可在合成或 PCR 过程中引入...
A "Smart" Biosensor-Enabled Intravascular Catheter and Platform for Dynamic Delivery of Propofol to "Close the Loop" for Total Intravenous Anesthesia.
目标控制输注麻醉通过微处理器基于群体药代动力学和患者生物特征估计丙泊酚输注率，以维持稳定血药浓度，但无法直接测量血中药物水平。本研究开发并验证一种可实时检测和量化血液中丙泊酚的电化学生物传感器，并构建智能静脉导管平台，用于全静脉麻醉闭环给药。平台包括生物传感器导管原型、信号检测与显示模块以及驱动电子软件。传感器在静态和流动体系中经循...
A Potential Plasmonic Biosensor Based Asymmetric Metal Ring Cavity with Extremely Narrow Linewidth and High Sensitivity.
为实现基于等离子体效应的高灵敏度与多模式传感特性，本文基于理论分析探索了一种具有窄线宽和高吸收特性的高灵敏度折射率传感器结构。该传感器由周期性非对称金属环腔阵列、间隔层和金属薄膜层组成，并置于玻璃基底上。通过有限差分时间域方法计算其反射光谱，结果表明该结构在可见至近红外范围内可激发六个共振模式。结合模拟数据对传感器结构参数进行优化，...
Fabrication of an Extremely Cheap Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Modified Pencil Lead Electrode for Effective Hydroquinone Sensing.
对苯二酚（HQ）是苯在人体内主要有害代谢物之一，与多种疾病相关。为构建可用于准确检测 HQ 的可行传感器，作者以普通 2B 铅笔芯（PL）为基底，通过电化学聚合在其表面制备导电聚(3,4-乙撑二氧噻吩)（PEDOT）薄膜，构建 PEDOT/PL 电极。随后采用循环伏安法（CV）和线性扫描伏安法（LSV）考察该电极对 HQ 的检测性能...
Dissociation Constant of Integrin-RGD Binding in Live Cells from Automated Micropipette and Label-Free Optical Data.
整合素蛋白与精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）肽序列的结合是哺乳动物细胞黏附过程中的关键步骤。虽然纯化蛋白与其配体之间的结合可以研究，但活细胞检测更适合获得具有生物学意义的信息。本文应用计算机控制微吸管（CCMP）测量整合素-RGD结合的解离常数（Kd）。作者制备了具有不同RGD密度的表面涂层，并通过施加局部流动诱导的流体提升力，分...
Porous Silicon Biosensor for the Detection of Bacteria through Their Lysate.
多孔硅（PSi）因比表面积大和独特光学性质，近年来被广泛用作生物传感器。然而，多数PSi生物传感器采用封闭端多孔层，分析物向孔内扩散受限，导致灵敏度低、响应速度慢。为克服这些不足，作者采用电化学刻蚀和标准微加工技术制备了多孔硅膜（PSiM）。本工作利用PSiM对蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）裂解物进行光学检测。检测前...