为应对2019冠状病毒病（COVID-19），检测感染者是控制疫情的关键，生物传感器在快速、低成本和现场检测中具有重要作用。本文提出并展示了一个专门用于设计微流控集成生物传感器的新型竞争性数值模拟平台。该平台可修改生物传感器、样品、缓冲液及微流控通道的参数，从而为特定即时检测（POC）应用提供设计依据。作者首先利用已有实验数据验证了...
膀胱癌常见且复发率高，当前金标准膀胱镜检查虽可借助蓝光光动力诊断提高敏感性，但仍具侵入性且成本较高。本文报道一种基于微流控的非侵入性诊断平台，将光动力诊断原理与全细胞免疫捕获技术相结合，用于在体外检测患者尿液中脱落的膀胱癌细胞。首先利用模型细胞系证明，该平台可基于上皮细胞黏附分子（EpCAM）表达实现膀胱癌细胞的高特异性捕获（捕获率...
阿尔茨海默病是全球重大健康问题，Tau蛋白是其发病机制中的重要生物标志物。本文设计了一种基于原位酶催化产生电子供体的光电化学（PEC）生物传感器，用于检测Tau-381蛋白。将Tau-381适配体固定于AuNPs/MoSe2纳米片修饰的碳糊电极表面；当存在Tau-381蛋白时，形成适配体-蛋白复合物，并通过Tau-381抗体和碱性磷...
降钙素原（PCT）是脓毒症和败血症早期诊断的重要疾病标志物，但高灵敏度检测仍具挑战。本文构建了一种比率型电化学免疫传感器，以金纳米粒子（Au NPs）修饰的 SiO2-Fc-COOH 复合物为传感基质，以负载甲苯胺蓝（TB）的 UiO-66 金属有机框架为信号标记，用于定量检测 PCT。APTES 修饰的 SiO2 具有大比表面积和...
初级止血是血管损伤后血小板与内皮下基质在流动条件下相互作用并形成首个止血栓的动态过程。为评估初级止血缺陷，需要检测流动状态下血小板栓形成的完整机制。本文提出一种基于剪切依赖动力学表征的新方法，用于评估初级止血早期阶段。作者采用无标记石英晶体微天平（QCM）生物传感器，在共价固定的I型纤维胶原表面实时测量抗凝全血灌注过程中血小板沉积随...
过氧化氢（H2O2）被认为可能存在于木卫二（Europa）和土卫二（Enceladus）表面，既可能是潜在生命形式的能量来源，也可能干扰包括生物传感器在内的多种检测技术。为发挥生物传感器选择性好、便携性强的优势，需要开发简单可靠的 H2O2 去除方法。现有方法往往反应慢、可能改变样品组成或影响生物传感器性能。为此，作者将牛肝过氧化氢...
用于冠状病毒检测的技术多源自既有病理检测装置，例如细菌感染或肿瘤标志物检测。面对2019年大流行，研究者意识到可改造现有技术，以在疾病早期检测低病毒载量。目前全球正努力控制新型冠状病毒肺炎（n-SARS-CoV-2），实验室、高校和企业竞相开发并生产急需的检测试剂盒。本综述旨在概述基于传统和新兴评估技术的 n-SARS-CoV-2 ...
传统同相电化学传感系统中，亚甲基蓝（MB）常因非特异性嵌入和稳定性弱而扭曲诊断结果。鉴于纳米酶具有氧化酶样和过氧化物酶样催化活性，发展纳米酶基同相电化学生物传感器具有重要意义，但制备兼具双酶活性和二维（2D）形貌的纳米酶仍是挑战。本文提出软模板导向湿化学法制备2D MnO2纳米片，其形貌可通过模板用量调节。研究发现，2D MnO2纳...
本文提出一种简便的“温度计式”电泳滴定（ET）生物传感器，作为基于移动反应边界（MRB）芯片的miRNA替代检测工具。以miRNA-122为模型分析物、催化发夹组装（CHA）为等温扩增方式开展概念验证。在ET体系中，miRNA触发两个发夹探针H1和H2发生CHA，生成带负电的H1-H2双链。在电场作用下，双链进入ET通道，中和酸性T...
开发可靠的酶生物燃料电池（EBFC）自供电葡萄糖生物传感器，用于连续、非侵入监测且不受患者活动限制，具有重要价值，但其应用受稳定性不足限制。本文在电纺醋酸纤维素（CA）纳米纤维膜上原位生长金属有机框架（MOFs，ZIF-8），并在 MOF 生长过程中将葡萄糖氧化酶（GOx）和漆酶（LAC）分别封装于 ZIF-8 中，再依次吸附多壁碳...
DNA甲基化是哺乳动物最主要的表观遗传修饰，通过转录后调控基因表达参与胚胎发育、基因组印记、细胞分化和X染色体失活等基本过程。异常的DNA甲基化与肺癌、肝癌、乳腺癌等多种疾病密切相关，因此准确、灵敏地检测DNA甲基化对表观遗传研究和疾病诊断具有重要意义。近年来，研究者开发了多种新型生物传感器用于高灵敏检测DNA甲基化，但尚缺乏对体外...
本文提出一种燃料链驱动的自驱动DNA机器，用于无酶、超灵敏的电化学核酸检测。该策略基于燃料链驱动的靶标循环与连续邻近链间置换，实现显著信号放大。三链双链DNA（TSD）探针固定于电极表面，通过燃料链驱动的链置换电路识别靶DNA，并伴随靶标循环和燃料链结合到电极，用于信号放大与读出。结合到电极的燃料链含有突出尾部序列，可作为靶标类似物...
近期纳米技术的发展促进了利用生物学、化学和材料科学跨学科研究制备不同形状与尺寸纳米材料，并面向临床应用。金和银（Ag）等贵金属具有可调且独特的等离子体性质，适用于下游应用。Ag 的热导率和电导率更高，电子转移效率优于金，且消光带更尖锐；修饰后的 Ag 纳米颗粒在水和空气中更稳定。凭借这些特性，Ag 在诊断、药物递送、环境、电子和抗菌...
基于生物电化学系统（BES）的有机传感生物传感器已受到长期关注，但由于系统尺度不同，目前缺乏统一标准直接评价其性能。本文首次提出归一化最大检测范围（NMDR）和归一化传感时间（NST）可作为 BES 有机传感生物传感器的两项评价准则，并系统考察了近期出现、尺度相对较大的人工湿地-微生物燃料电池（CW-MFC）。研究评估了生物阴极形成...
阿尔茨海默病（AD）缺乏易获取且高灵敏的生物标志物。细胞外囊泡（EVs）是细胞释放的纳米颗粒，因参与疾病发生进展而成为 AD 潜在标志物。本研究采用基于表面等离子共振成像（SPRi）的生物传感器，对 10 例 AD 患者和 10 名健康受试者血浆中循环神经 EVs 进行识别与谱分析。SPRi 芯片阵列可同时分离神经元、星形胶质细胞、...
本文通过简单两步法合成了纳米棒状二硫化钼（MoS2）半导体纳米结构，并将其作为电极材料用于固定酶和电化学传感应用。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、电化学阻抗谱和循环伏安法对纳米棒状MoS2及所构建生物传感器进行了表征。结果表明，负载于MoS2纳米结构中的酶分子保留了天然结构和生物活性，葡萄糖氧化酶（GOx）在MoS2修饰玻碳...
本文以作者个人经历回顾在 Geoff Burnstock 启发下开发腺苷和 ATP 生物传感器，用于实时测量中枢神经系统功能中的嘌呤释放。最初为理解蛙胚胎脊髓运动模式生成中 ATP 与腺苷的相反调节作用，作者构建含腺苷脱氨酶、嘌呤核苷磷酸化酶和黄嘌呤氧化酶的酶促微透析电极，将腺苷经次黄嘌呤、黄嘌呤转化为尿酸并产生 H2O2，再以电化...
微小RNA（miRNAs）在基因表达调控中发挥关键作用，被认为是早期癌症诊断的潜在生物标志物，因此快速灵敏检测miRNA具有重要意义。本文提出一种基于金纳米颗粒催化银染色增强的miRNA快速灵敏检测方法。该方法利用固定在磁珠上的捕获探针、组装在金纳米颗粒上的报告探针与目标miRNA形成三明治杂交结构，随后金纳米颗粒催化银沉淀沉积，经...
无义抑制tRNA（sup-tRNA）可将天然或非天然氨基酸指定到mRNA中的无义密码子。sup-tRNA最初用于研究tRNA功能，但近年更多用于蛋白质工程和基因调控。在后一种应用中，由相应氨酰-tRNA合成酶（aaRS）装载天然氨基酸的sup-tRNA，可用于从中间含无义密码子的突变基因表达全长天然蛋白。该类sup-tRNA近期被人...
间苯二酚（RC）广泛应用于化工和制药工业，但因其环境难降解且具毒性，需进行灵敏检测。现有电化学方法存在 RC 电响应弱、灵敏度低的问题。本文以玻璃碳电极（GCE）为基底，依次修饰金纳米颗粒（AuNPs）、L-酪氨酸（L-Tyr）、氨基功能化介孔二氧化硅（NH2-SBA-15）和多酚氧化酶（PPO），构建了 PPO/NH2-SBA-1...