Recent Advances in Aptamer-Based Biosensors for Detection of
医院感染、食品与环境安全对关键病原菌早期快速、准确、特异和超灵敏检测提出迫切需求。铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是常见机会性革兰阴性菌，广泛存在于水、土壤、空气、动物和人体，可致角膜炎、肺炎、尿路感染、囊性纤维化、脓毒症等，并易形成生物膜，对传统培养、免疫检测、PCR 和 MALDI-TOF-MS 等方...
Aptamer-Based Lateral Flow Biosensor for Rapid Detection of Salivary Cortisol.
我们开发了一种一次性即时检测（POC）适配体生物传感器，用于检测唾液中的皮质醇。与血液相比，唾液采样无创且无压力，是生物标志物监测的理想基质。适配体具有化学合成特异性高、稳定性好、无免疫原性和可无细胞进化等优点，适合作为识别元件。本研究将双链适配体通过Au-S键偶联到金纳米颗粒（AuNPs）表面，作为侧流层析（LFA）试纸中的传感探...
Display of Microbial Glucose Dehydrogenase and Cholesterol Oxidase on the Yeast Cell Surface for the Detection of Blood Biochemical Parameters.
高血糖常伴随胆固醇异常等多种并发症，因此糖尿病慢病管理中同时监测血糖和胆固醇水平很重要。本研究利用酵母表面展示系统，将米曲霉TI来源的葡萄糖脱氢酶（Gdh1）和色杆菌DS-1来源的胆固醇氧化酶（Cho1）分别高拷贝展示于酿酒酵母细胞表面。随后将上述酵母细胞固定于电极上，构建两种全细胞生物传感器，用于葡萄糖和胆固醇的电化学检测。葡萄糖...
Bioconvection due to gyrotactic microbes in a nanofluid flow through a porous medium.
在纳米流体中加入旋转趋性微生物，可提升微生物燃料电池、细菌驱动微混合器、微流控器件、酶生物传感器及芯片式生物微系统等的热效率；多孔介质也有助于增强热效率。本文针对含旋转趋性微生物的纳米流体在多孔介质中、伴随热辐射、经过非线性收缩/拉伸表面的生物对流问题开展新研究。建立耦合非线性控制方程，采用逐次超松弛（SOR）方法求解，考察各参数对...
Elucidation and refinement of synthetic receptor mechanisms.
合成受体是工程化哺乳动物细胞装置的强大工具。这些生物传感器使细胞治疗能够执行复杂任务，例如在感知生理线索时调控治疗基因表达。尽管目前存在多种合成受体系统，但受体性能的许多方面仍理解不足。通常，了解受体设计选择如何影响性能特征是有用的。本研究考察了模块化胞外传感器架构（MESA），系统评估了此前未评估的设计选择，获得了显著改进的受体。...
Prototype of a Textronic Sensor Created with a Physical Vacuum Deposition Process for
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是常见于皮肤和黏膜的病原菌，可引起呼吸道与循环系统严重疾病，传统检测多依赖PCR、色谱等实验室方法，耗时且需专业人员。本文报道一种基于物理真空沉积（PVD）制备的纺织生物传感器原型，用于检测金黄色葡萄球菌。该传感器以Cordura柔性纺织复合基底为支撑，通过钨舟蒸发沉积高纯...
CRAGE-mediated insertion of fluorescent chromosomal markers for accurate and scalable measurement of co-culture dynamics in
监测共培养中的群体动态对于工程化微生物群落及生物传感应用至关重要，但在高通量格式中准确测量菌株特异性生长动态仍具挑战，尤其在使用全细胞生物传感器检测特定代谢信号的板基功能筛选中。本文建立了一种实验性高通量共培养系统，用于测量并建模荧光与细胞丰度之间的关系，将底盘无关的重组酶辅助基因组工程（CRAGE）与基于 PemrR-GFP 单芳...
Glycocalyx regulates the strength and kinetics of cancer cell adhesion revealed by biophysical models based on high resolution label-free optical data.
糖萼在细胞黏附与信号转导中具有重要但尚未明确的功能，约95%的癌细胞糖萼结构发生改变，可能影响肿瘤进展与转移。本研究利用表面敏感、无标记的共振波导光栅（RWG）生物传感器，实时记录HeLa癌细胞黏附于显示RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）基序表面的高分辨率动力学数据，并以荧光染色和细胞表面电荷测量辅助。结果显示，软骨素酶ABC（Ch...
Real-time interrogation of fiber optic biosensor using TiO
本文报道了一种用于食品中大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）检测的二氧化钛（TiO2）涂层蚀刻长周期光栅（e-LPG）光纤生物传感器。该传感器基于单模光纤长周期光栅，通过氢氟酸蚀刻包层增强倏逝场，并在光栅区沉积40 nm TiO2薄膜，利用扫描电子显微镜确认薄膜形貌。识别元件为共价固定于TiO2涂层表面的T...
Biosensors for the Multiplex Detection of Inflammatory Disease Biomarkers.
本文是《Biosensors》特刊“炎症疾病生物标志物多重检测生物传感器”的编辑引言。文章回顾生物传感器的定义与发展历程，指出其由早期酶电极逐步发展为免疫传感器、光学亲和传感器、芯片器官和纳米生物传感器等，并在医学诊断、个性化医疗、食品工业和物质检测中具有重要应用。作者强调，便携式免疫分析虽可实现快速检测，但精度、准确度和检测限通常...
Live-Cell Imaging of Mitochondrial Redox State in Yeast Cells.
线粒体氧化还原状态是反映线粒体功能状态的重要指标，线粒体也是细胞内源性活性氧（ROS）的主要来源，因此其氧化还原状态还可反映 ROS 产生功能。本文提供在出芽酵母中利用活细胞成像与定量分析线粒体氧化还原状态和线粒体 ROS 的逐步实验方案。方案采用遗传编码荧光生物传感器线粒体靶向氧化还原敏感绿色荧光蛋白（mito-roGFP）检测线...
Solid State Sensors for Hydrogen Peroxide Detection.
过氧化氢（H2O2）是生理、工业和环境过程中关键分子，广泛参与代谢、氧化应激、免疫激活及多种疾病监测，也是葡萄糖氧化酶、醇氧化酶等氧化酶反应的中间产物。目前 H2O2 检测常用比色、发光、荧光和电化学方法，但光学法成本高、仪器复杂，电化学法常需参比电极且易受干扰。本文系统综述用于 H2O2 监测的固态传感器，重点覆盖化学电阻型、电导...
Ultrasensitive Materials for Electrochemical Biosensor Labels.
自1956年Leland C. Clark制备首个电化学生物传感器以来，研究者已报道多种标记型与无标记型传感器用于生物分子检测。纳米颗粒、酶、量子点、氧化还原活性分子和低维碳材料等标记物被广泛用于生物分子识别与信号转换。由于标记型传感器可避免交叉反应并实现高选择性检测，其在具备相应制备条件和操作能力时通常优于无标记设计。带标记生物传...
Sensitivity Analysis of Biosensors Based on a Dielectric-Modulated L-Shaped Gate Field-Effect Transistor.
无标记生物分子传感器因操作简便而被广泛研究。L形隧穿场效应晶体管（LTFET）具有低亚阈值摆幅、低关态电流和低功耗，适合用于生物传感器。在介电调制LTFET（DM-LTFET）中，沿竖直方向在栅电极下方刻蚀腔体并填充生物分子，从而实现传感功能。本文利用二维TCAD仿真器研究DM-LTFET传感器的灵敏度，分析不同生物分子介电常数、腔...
Development and Evaluation of an Electrochemical Biosensor for Detection of Dengue-Specific IgM Antibody in Serum Samples.
登革热主要由伊蚊传播，临床表现与其他感染性疾病相似，快速准确诊断对治疗决策至关重要。传统检测登革热特异性IgM抗体的方法在性能和易用性方面有限。为此，作者开发并评估了一种基于丝网印刷碳电极（SPCEs）的电化学生物传感器，用于检测登革热特异性免疫球蛋白M（IgM）抗体。为提高灵敏度和特异性，对传感器进行了多项优化。为获得山羊抗人Ig...
Recent Advances in Electrochemical Sensors for the Detection of Biomolecules and Whole Cells.
电化学生物传感器被认为是检测生物分子（如DNA、蛋白质和脂质）的有前景工具，这些分子是疾病与障碍早期诊断的重要来源。电化学生物传感平台的进展催生了一类新型生物传感器，可实现对完整细胞活力、功能及遗传特征的无标记、非破坏性检测。许多研究致力于提高电化学生物传感器的灵敏度与选择性，这是评估传感器性能最关键的两个参数。金属纳米颗粒、碳纳米...
Ultra Stable Molecular Sensors by Submicron Referencing and Why They Should Be Interrogated by Optical Diffraction-Part II. Experimental Demonstration.
无标记光学生物传感器是分子相互作用分析的重要工具。过去30年，折射式生物传感器尤其是表面等离子共振（SPR）已成为该领域事实标准，但存在对环境与实验噪声的显著交叉敏感。本文证明，采用空间亲和锁相原理并以光学衍射进行读出的传感器可克服传统折射式生物传感器的缺点。作者将未经稳定化的衍射式生物传感器与商用Biacore 8k进行直接比较，...
Evaluation of Structurally Distorted Split GFP Fluorescent Sensors for Cell-Based Detection of Viral Proteolytic Activity.
细胞基检测是病毒功能表征在基础与应用研究中的关键手段。为克服病毒标记策略的局限并评估关键病毒酶，作者设计并表征了多种细胞基开关型 split GFP 荧光传感器，用于报告病毒蛋白酶活性与病毒感染。这些传感器的核心是通过蛋白结构畸变实现有效且可逆的荧光关闭态：采用单重畸变（GFP11 嵌入 eglin c 或 Npu DnaE spl...
Development of Fluorescence In Situ Hybridization as a Rapid, Accurate Method for Detecting Coliforms in Water Samples.
大肠菌群是评价水质的重要指示菌，但传统检测方法往往耗时长且特异性不足。本研究开发了一种荧光原位杂交（FISH）方法，利用针对16S rRNA的特异性寡核苷酸探针，同时检测水样中的大肠杆菌（Escherichia coli）、肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）、产气肠杆菌（Enterobacter aeroge...
Sandwich ELISA-Based Electrochemical Biosensor for Leptin in Control and Diet-Induced Obesity Mouse Model.
瘦素主要由脂肪组织分泌，是肥胖及肥胖相关疾病的生物标志物。血液瘦素水平的生物传感检测可作为动态病理变化的指标。本文报道一种采用邻苯二胺（oPD）的丝网印刷金电极（SPGE）电化学生物传感器，用于检测饮食诱导肥胖（DIO）小鼠模型中的瘦素。通过辣根过氧化物酶（HRP）催化氧化 oPD，并采用循环伏安法（CV）和方波伏安法（SWV）定量...