与传统异相检测相比，均相免疫检测因操作简便而更具优势。本研究基于工程化发光蛋白NanoLuc两个亚基的结合，开发了一种用于检测伏马毒素B1（FB1）的均相发光免疫检测方法（FNanoBiT assay）。将抗伏马毒素抗体偶联至NanoLuc大亚基LgBiT，形成FLgBiT；将FB1偶联至小亚基SmBiT，形成FSmBiT。在竞争免...
基于DNA固有的分子识别能力和可编程性，DNA已成为高性能生物传感器中最具前景的识别材料之一。合理设计的核酸结构有利于提高杂交效率、特异性和灵敏度。本文报道了一种用于miRNA-196a的稳健、分模式光电化学（PEC）生物传感器，该传感器基于熵驱动四面体DNA（EDTD）放大器与超顺磁纳米结构的结合。DNA四面体结构具有刚性和结构稳...
由SARS-CoV-2引发的疫情已全球感染超5000万人，约120万人死亡。疫苗试验仍在临床阶段，控制COVID-19主要依赖可靠病毒检测与隔离措施。因此，快速、经济、可重复的检测对及时识别和治疗感染者很重要。诊断主要靶标为病毒RNA及编码蛋白。目前COVID-19检测采用多种分子平台和血清学诊断，后者灵敏度约71%，但存在灵敏度、...
本研究在硫化镉量子点（CdS QDs）修饰的阳极二氧化钛纳米管（TNTs）表面溅射一层金纳米粒子（Au NPs），构建 Au/CdS QDs/TNTs 混合纳米结构电极，用于非酶法检测胆固醇和过氧化氢（H2O2）。形貌表征显示，纳米管排列均匀，CdS QDs 在管内外壁分散均匀，Au NPs 经热退火后主要位于管口及上部管内。电化学...
本文报道了一种用于过氧化氢（H2O2）非酶生物分析的钴磷化物纳米颗粒（Co2P NPs）电化学生物传感器。H2O2是体内重要活性氧，其浓度异常与多种疾病相关，但传统酶传感器存在固定化复杂、环境稳定性差和重现性不足等问题。作者采用温和水热法，以醋酸钴和红磷为原料，在不使用有害磷源条件下制备Co2P NPs，并通过透射电镜、X射线衍射和...
癌胚抗原（CEA）是目前唯一用于结直肠癌（CRC）术前筛查和术后复发监测的血清蛋白生物标志物。现有CRC检测手段存在局限，亟需高灵敏、高特异、快速的诊断装置；多数装置基于抗体，存在多聚体结合、成本高和规模化生产困难等问题。为克服抗体局限，本研究开发Affimer蛋白作为CEA检测的新型替代结合试剂。作者从噬菌体展示库中筛选出特异性结...
冠状病毒的灵敏检测对阻断其快速传播具有重要意义。猪流行性腹泻病毒（PEDV）是一种高传染性冠状病毒，可致新生仔猪严重腹泻和死亡。本文构建了一种基于PCN-224的电化学发光（ECL）体系用于PEDV高灵敏检测。研究发现，PCN-224具有大比表面积和稳定结构的锆基有机多孔框架纳米材料，可作为强信号ECL报告物。TiO2纳米颗粒首次用...
基于原子力显微镜（AFM）的分子捕捞法是一种检测低丰度蛋白的有前景方法，其原理是将目标蛋白从待测溶液中捕获到固体基底表面，再用 AFM 对捕获的蛋白分子进行计数。蛋白在基底表面的吸附是决定捕获效率的关键因素。本文以辣根过氧化物酶（HRP）为模型蛋白，采用 AFM、衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）和常规分光光度法，研究...
由于多数生物分子尺寸与太赫兹（THz）波长相当，THz 波段在生物医学和生物传感中受到关注。本文提出一种非侵入、无标记的 THz 生物传感器，用于水样生物样品的快速检测与实时监测。传感器采用微流控方式，并利用局部伪表面等离子体（LSSP）谐振器的高度局域化特性，使其对表面附近介电常数的微小变化具有高灵敏度。该传感器设计于 1 THz...
无机三价砷（As(III)）是最具毒性的砷形态之一，易在稻米中积累并引发严重公共健康问题。有效控制 As(III) 需要发展快速、高灵敏且高特异的检测方法。本文报道了一种基于溶液门控石墨烯晶体管（SGGT）平台构建的 As(III) 电化学传感器，并提出一种新型传感机制。SGGT 的金门电极表面修饰 DNA 探针，并用牛血清白蛋白（...
本文为《International Journal of Biological Macromolecules》2020年第165卷472–482页论文《Design of a structure-based fluorescent biosensor from bioengineered arginine deiminase for...
开发能够测量人体多种生物信号的生物传感器是健康监测不可或缺的研究领域。近年来，随着实时监测个体健康状况的需求增加，可穿戴式生物传感器作为实验室设备的替代方案受到更多关注。这类传感器可嵌入智能手表、服装和配饰中，实时采集多种生物信号。尽管贴附于人体的可穿戴生物传感器能够便捷地采集生物信号，但数据采集过程中产生的噪声会影响数据可靠性。为...
便携式生物分子检测系统因即时检测需求而受到关注，推动了芯片实验室（LOC）发展。然而，传统检测多依赖荧光测量，需要片外仪器；将光学生物传感器集成到LOC中可简化并小型化系统，但许多光学传感器还需光栅或棱镜等耦合器件，使光路设计复杂。本研究提出一种基于梯度波导厚度导模共振（GWT-GMR）的新型生物传感器，可将光谱信息转换为空间信息，...
生物燃料电池可利用酶的特异性在无外部电源条件下构建传感器。本文设计了一种基于酶生物燃料电池的自供电葡萄糖传感器。作者将NAD-葡萄糖脱氢酶（NAD-GDH）、葡萄糖氧化酶（GOx）和辣根过氧化物酶（HRP）作为生物催化剂固定于电极上，并采用多壁碳纳米管（MWCNTs）和还原氧化石墨烯（rGO）等碳纳米结构对电极进行工程化修饰，同时引...
本文提出一种用于片上生物分子检测的玻璃基集成光电系统。其工作原理是：单色光在SU-8聚合物光学波导中传播，并与待测生物溶液发生相互作用；该相互作用由氢化非晶硅（a-Si:H）光电二极管检测，光强变化被转换为光电流。作者对波导与薄膜光电二极管耦合结构进行了光学仿真，并制备、表征了原型器件。结果显示波导传输损耗约0.6 dB/cm，光电...
本文设计并制备了由银纳米线（Ag NWs）构成的三维随机交叉线木堆（3D-RCW）纳米结构。该结构具有丰富的天线效应和局域表面等离激元共振（LSPR）热点，可同时用于表面增强拉曼散射（SERS）和等离激元增强荧光（PEF）检测。作者以罗丹明6G（R6G）为对照分子，通过改变银纳米线滴涂层数优化了3D-RCW芯片的构建模式，发现三层结...
由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）引发的新冠疫情要求快速识别感染者以限制传播并指导治疗。本文报道了一种用于快速检测SARS-CoV-2的无标记电化学免疫传感器概念验证。该传感器以石墨烯工作电极为基底，表面通过连接分子固定抗S蛋白单克隆抗体，利用抗原结合后对铁氰化钾/亚铁氰化钾氧化还原电流的扰动实现检测。样品与传...
双酚A（BPA）对人体健康有害，因此开发新的BPA检测方法具有重要意义。本文设计了一种BPA生物传感器，将放大DNA电路与Mg2+依赖性DNAzyme整合到传感系统中。BPA-适配体结合可激活基于toehold介导链置换反应的DNA电路，实现信号放大。通过协同DNA杂交形成具有催化活性的Mg2+依赖性DNAzyme，其可将双标记底物...
电化学阻抗谱（EIS）是一种可广泛实施的电化学检测技术，可应用于疾病诊断、环境监测等多个领域。作为生物传感工具，EIS能够在即时检测（POC）和连续监测中检测多种靶标分析物。由于不同靶标与分子识别元件（MRE）组合会产生特征频率响应，EIS特别适合多标志物检测。近年来，EIS生物传感器在医疗诊断与预后方面展现出良好前景，可提供低成本...
本研究利用二硫化钼接枝还原氧化石墨烯（MoS2@rGO）纳米杂化材料构建了一种超灵敏电化学生物传感器，用于无标签检测癌症生物标志物上皮细胞黏附分子（EpCAM）。采用生物分子辅助合成路线，以L-半胱氨酸（L-cys）还原氧化石墨烯（GO），并在高温水热过程中原位形成MoS2@rGO纳米杂化。该杂化材料通过电沉积法修饰于氧化铟锡（IT...