Development of CuAlO
碳基纳米材料在电化学生物传感器领域受到广泛关注，有望成为下一代临床诊断工具。本文首次通过简便湿化学法制备CuAlO2封装还原氧化石墨烯(rGO)纳米复合材料，并修饰玻璃碳电极(GCE)用于多巴胺(DA)检测，具有高选择性和良好灵敏度。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光...
Three-Dimensional Tungsten Disulfide Raman Biosensor for Dopamine Detection.
二维过渡金属二硫化物（TMDCs）因高比表面积、可控光电性质、低毒性和稳定性，被视为生物分子检测的有前景材料，但其对细胞环境的响应较弱，限制了高性能二维 TMDC 传感器的实现。本文报道了一种分层拉曼散射传感器，由二硫化钨（WS2）通过硫化法直接生长在三维三氧化钨（WO3）纳米螺旋（NH）阵列上构成。与硫化 WS2/二维 WO3 薄...
Point-of-Care Biosensor-Based Diagnosis of COVID-19 Holds Promise to Combat Current and Future Pandemics.
高效快速检测病毒在疾病预防、诊断和环境监测中极为重要。早期筛查人群病毒感染有助于控制疫情传播。目前传统病毒检测方法如平板培养和定量RT-PCR结果可靠，但耗时长、需要专业分析、昂贵设备和试剂，发展中国家低社会经济群体难以负担。此外，许多政府为应对疫情选择大规模检测，导致检测试剂盒和试剂严重短缺，影响供需链。本文综述了当前场景下报道的...
Electrochemiluminescence Biosensor for Hyaluronidase Based on the Ru(bpy)
透明质酸酶（HAase）是透明质酸（HA）的特异性水解酶，近年来被视为潜在肿瘤生物标志物，因此开发简单、快速、灵敏的HAase检测方法具有重要意义。本文构建了一种基于可控释放体系和电化学发光（ECL）技术的简单灵敏生物传感器，用于高效、选择性定量HAase。将三(2,2'-联吡啶)钌(II)六水合物掺杂二氧化硅纳米颗粒（Ru@SiO...
Biosensors for the detection of respiratory viruses: A review.
近年来，多种呼吸道病毒暴发事件频发，尤其是由SARS-CoV-2引起的2019冠状病毒病（COVID-19）全球大流行，使基于病毒的疾病受到广泛关注，也增加了对病毒性疾病检测信息的需求。高特异性和高灵敏度检测病毒对准确诊断具有重要意义。尽管在识别SARS-CoV-2方面已有大量努力，但现有诊断仍依赖昂贵且耗时的分析方法。快速、可靠的...
Challenges and Opportunities in Collecting and Modeling Ambulatory Electrodermal Activity Data.
本文旨在描述并实现用于处理和分析动态（ambulatory）皮肤电活动（EDA）数据的若干预处理与特征构建方法，尤其用于测量压力。研究采用青少年母亲在应激任务中的EDA数据，受试者佩戴生物传感器手环，以每秒4次频率记录EDA，评估约2小时，包括10分钟母子视频互动。初始处理包括滤除噪声和运动伪迹。作者构建了EDA特征，包括峰的数量、...
Lipid-oligonucleotide conjugates for bioapplications.
脂质-寡核苷酸偶联物（LONs）是用于生物传感器到生物医学等多种应用的强效分子工程材料。其独特两亲结构可实现自组装和高保真信息传递。特别是，LONs 在测量细胞力学力和监测细胞行为方面具有显著潜力。LONs 也是细胞内成像的重要传感工具，并已被用于开发细胞表面锚定的 DNA 纳米结构，以用于仿生工程研究。当掺入治疗性寡核苷酸或小分子...
Reusable Cyclodextrin-Based Electrochemical Platform for Detection of trans-Resveratrol.
本文报道了一种可重复使用的传感器架构，通过自组装单分子层与环糊精超分子相互作用的结合，实现对疏水分析物的类别识别，并以反式白藜芦醇为模型分析物进行验证。该可再生传感器基于 α-环糊精在聚乙二醇表面的可逆固定。α-环糊精与聚乙二醇形成包合复合物，使聚合物链的表面构型发生改变。利用电化学阻抗谱、X 射线光电子能谱和衰减全反射傅里叶变换红...
Capabilities and limitations of 3D printed microserpentines and integrated 3D electrodes for stretchable and conformable biosensor applications.
本文研究3D打印微蛇形结构（µserpentines）的能力与局限，并利用其构建可用于体外、可穿戴和植入式微电极阵列（MEA）的动态3D微电极。器件将优化后的3D打印微蛇形设计与面外微电极结构相结合，集成于柔性Kapton®封装上，并采用微模塑PDMS绝缘。作者基于有效刚度和有效应变方程计算优化微蛇形设计的柔性，以筛选增强柔性的几何...
An aptamer-based shear horizontal surface acoustic wave biosensor with a CVD-grown single-layered graphene film for high-sensitivity detection of a label-free endotoxin.
剪切水平表面声波（SH-SAW）生物传感器的敏感层厚度显著影响其灵敏度，石墨烯层数越低越有利于生物检测。本研究开发了一种基于化学气相沉积（CVD）生长单层石墨烯（SLG）的无标记高灵敏 SH-SAW 生物传感器，用于内毒素检测。器件制备于 36°Y-90°X 石英压电基底上，基频为 246.2 MHz，并采用亚克力材料制作有效检测池...
Electrospun CNT embedded ZnO nanofiber based biosensor for electrochemical detection of Atrazine: a step closure to single molecule detection.
本研究报道了一种简便、灵敏、选择性良好且无标记的电化学生物传感平台，用于基于多壁碳纳米管（MWCNT）嵌入氧化锌（ZnO）纳米纤维检测阿特拉津（ATZ）。静电纺丝纳米纤维经扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见光谱（UV-VIS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征。通过...
Characterization of flavin binding in oxygen-independent fluorescent reporters.
基于光、氧和电压（LOV）感光受体的荧光蛋白是少数可用于无氧环境活体系统研究的报告基因技术，因为绿色荧光蛋白（GFP）依赖环境氧而失效。LOV报告子通过结合黄素单核苷酸（FMN）产生荧光，FMN通常由细胞内源提供。由于FMN既参与细胞生理过程，又决定LOV蛋白的荧光，因此需要系统研究并表征LOV报告子中的黄素结合。本文报道了一种可逆...
A Primer on Emerging Field-Deployable Synthetic Biology Tools for Global Water Quality Monitoring.
追踪联合国可持续发展目标6.1“实现人人公平获得安全可负担饮用水”的进展，需要开发简单、低成本的水质监测工具。合成生物学快速发展，有望通过从自然界分离DNA编码的传感元件并重新组装，构建可现场部署的“生物传感器”，用于检测致病性或化学性水污染物。本文概述了合成生物学支持的水质监测策略，并将其与既往用于检测三种优先污染物（粪源病原菌、...
Engineering Biorthogonal Phage-Based Nanobots for Ultrasensitive,
合成生物学、纳米技术与基因工程的进展正在推动药物递送和快速诊断等方向发展。虽然传统意义上的纳米机器人仍较遥远，但通过工程化病毒构建的新一代纳米机器人已逐渐接近现实。安全饮用水对控制水传播疾病至关重要，极低水平的粪便污染即可造成公共卫生风险，而快速检测标准粪便指示菌大肠杆菌仍具挑战。现有方法要么孵育时间过长，要么依赖昂贵且不便携带的设...
Tuning Atomically Dispersed Fe Sites in Metal-Organic Frameworks Boosts Peroxidase-Like Activity for Sensitive Biosensing.
尽管纳米酶已被广泛开发，但在原子尺度上精确设计高活性位点以模拟酶的电子与几何结构，并揭示其作用机制仍面临挑战。本文在金属有机框架MIL-101(Fe)中引入具有相反电子调节能力的硝基和氨基，以调控原子分散金属位点并调节类酶活性。结果表明，硝基功能化可增强MIL-101(Fe)的过氧化物酶样活性，而氨基功能化则显著降低其活性。理论计算...
Tailoring the Meso-Structure of Gold Nanoparticles in Keratin-Based Activated Carbon Toward High-Performance Flexible Sensor.
本文报道了一种用于检测体液中 pH 和尿酸（UA）水平的高精度柔性生物传感器，其电极材料为结构工程化的金属掺杂多孔碳。作者以羊毛角蛋白（WK）同时作为新型碳前驱体和稳定剂，原位制备金纳米颗粒@氮掺杂碳（AuNPs@N-doped carbon）复合材料，并在不同碳化温度下调控介观结构。500 °C 制备的导电电极材料模拟 A–B 型...
Environmental Analysis with 2D Transition-Metal Dichalcogenide-Based Field-Effect Transistors.
场效应晶体管（FET）具有高灵敏度、快速和原位检测能力，可用于化学与生物分析。近年来，二维过渡金属二硫化物（TMDC）因其原子级厚度、可调带隙、高载流子迁移率、高开关比和良好环境稳定性，成为 FET 沟道的热门材料。本文对 TMDC 基 FET 传感器在环境分析中的研究进展进行综述，首先介绍 TMDC 与 FET 传感器的理论基础，...
Selectively detecting attomolar concentrations of proteins using gold lined nanopores in a nanopore blockade sensor.
早期疾病诊断需要在合理时间内从复杂生物流体中检测低丰度生物标志物。本文报道一种超灵敏纳米孔阻塞生物传感器，用于快速、高选择性地检测模型蛋白标志物前列腺特异性抗原（PSA）。该传感器采用固态氮化硅（SiNx）膜，仅在纳米孔内壁沉积金层，使孔内与膜外具有不同表面化学。基于正交自组装策略，烷硫醇及其偶联的抗PSA抗体仅修饰金衬纳米孔内壁，...
Quantification of cyclic DNA polymerization with lanthanide coordination nanomaterials for liquid biopsy.
循环肿瘤DNA（ctDNA）的定量检测对液体活检至关重要，但其在体液中含量极低，检测难度大。为满足该需求，作者建立了一种基于镧系配位聚合物（Ln-CPs）定量循环DNA聚合的ctDNA检测方法。首次利用焦磷酸根离子（PPi）与三价铈离子（Ce3+）的配位作用，制备了无有机配体的PPi-Ce配位聚合物网络（PPi-Ce CPNs），其...
SeedEZ™ Interdigitated Electrodes and Multifunctional Layered Biosensor Composites (MLBCs): A Paradigm Shift in the Development of
本文报道了一种基于SeedEZ三维细胞培养支架的复合生物传感器系统制备技术，用于测量电致细胞的电学与电生理信号，提出“生物-微加工”范式，替代传统“微加工-生物”路线。作者在SeedEZ玻璃微纤维支架上通过PDMS固定与绝缘、激光微加工掩模和丝网印刷生物相容性银墨水，制备了叉指电极（IDE）阻抗传感器，并成功监测HL-1大鼠心肌细胞...