本文提出一种结合软/光刻与金属蒸发的方法，制备高度有序且柔性的纳米柱阵列（NPA）电化学生物传感器，用于无创检测阿尔茨海默病（AD）生物标志物。NPA高1500 nm、直径500 nm，长径比3:1，在聚氨酯（PU）基底上可耐受弯折和扭转。为提升生物相容性，在PU基底上均匀沉积金层，并利用金表面硫醇化学形成自组装单分子层，共价固定抗...
直接识别双链DNA是疾病诊断和基因治疗中的重大挑战，因为DNA天然呈双链形式。本文报道了一种基于肽核酸（PNA）探针和氧化石墨烯（GO）修饰铅笔石墨电极（PGE）的新型电化学生物传感器，用于双链DNA（ds-DNA）的序列特异性识别，并应用于质粒样品中目标序列的直接检测。通过简单涂覆法将GO组装到PGE表面形成GO/PGE，用于固定...
远距离白细胞快速感知伤口对抗菌防御和感染后存活至关重要。过氧化氢（H2O2）和多不饱和脂肪酸花生四烯酸（AA）是该过程最早已知的介质之一，但二者如何在数百微米范围内于数分钟内协同实现伤口检测仍不清楚。作者通过微管灌注将 AA 和可透皮过氧化物局部施加于未受伤斑马鱼尾鳍。与伤口类似，AA 通过双氧化酶（Duox）和 5-脂氧合酶（Al...
外泌体 miRNA 是非侵入性癌症诊断的理想生物标志物来源，对其敏感、准确分析对临床应用具有重要意义。本文开发了一种用于外泌体 miRNA 检测的新型电化学方法，将链置换扩增（SDA）与哑铃杂交链反应（DHCR）相结合。目标 miRNA 触发的等温 SDA 过程可产生大量单链 DNA 产物，辅助在电极表面形成三叉连接结构。此外，设计...
现有革兰氏分型和早期病原诊断主要依赖革兰染色、培养、ELISA、PCR和基因芯片，操作繁琐且耗时；诊断延迟或不准确可能导致危急感染、抗生素滥用和耐药菌增加。本文报道一种高性能抗生素偶联石墨烯微图案场效应晶体管（ABX-GMFETs），用于现场革兰氏分型并检测样品中革兰氏阴性菌和阳性菌。该平台由识别探针与新型界面化学化合物修饰的石墨烯...
实时定量监测 microRNA（miRNA）在疾病诊断与治疗中具有重要意义。本文报道了一种耦合双链特异性核酸酶（DSN）的石墨烯纳米阵列/金纳米颗粒（GNAs/AuNPs）碳纸（CP）电极，用于 miRNA 的动态、灵敏和实时分析。GNAs 通过射频等离子体增强化学气相沉积垂直生长在导电 CP 上，AuNPs 电沉积于 CP/GNA...
新发传染病（EIDs）的上升以及既有感染传播加剧，正威胁全球经济与人类生命，多个国家仍反复遭受少数疫情冲击。大流行对人类和经济的灾难性影响提醒未来必须更好地应对已知和未知病原体，建立相应举措与流程已成为当务之急。快速检测和床旁（POC）分析这些疾病的病原，不仅是科学界的问题，也给医疗部门制定合适治疗策略带来挑战。在众多病原检测方法中...
本研究报道了一种新型微流控生物传感器，由嵌入电极的多收缩微流控器件构成，用于测量单细胞的生物物理属性。该平台称为迭代机械电学特性（iMEP）分析仪，可记录细胞的生物力学和生物电学特性电子数据。iMEP 检测与标准迁移实验（如基于趋化性的 Boyden 小室和划痕伤口愈合实验）联合使用，用于评估前列腺癌细胞的迁移行为和生物物理特性。研...
由于胰腺癌缺乏特异早期检测方法，患者常在晚期才被发现。本文首次开发了一种一次性、低成本的纸基电化学免疫传感器，用于快速、早期、定量检测胰腺癌新生物标志物假足富集非典型激酶1（PEAK1，SGK269）。该传感器以丝网印刷纸基电极（PPE）为基底，将氧化石墨烯（GO）滴涂于电极表面，利用 GO 的羧基经 EDC/NHS 活化后共价固定...
界面载流子复合是限制光电化学生物传感器发展的瓶颈。本研究构建高效光活性异质结，用作CD44蛋白光电化学（PEC）传感活性基底。利用BiVO4高光催化活性和Ti3C2Tx纳米片导电性，将部分氧化Ti3C2Tx原位生成的TiO2与赖氨酸功能化BiVO4构筑为TiO2/MX-BiVO4异质结。该结构促进光生载流子从BiVO4和TiO2快速...
近几十年来，病毒对人类安全构成严重威胁，快速识别病毒是预防疫情暴发和保障医疗救治的重要途径。近期暴发的COVID-19是由新发现的冠状病毒引起的传染病，该病毒属于单股正链RNA病毒。其全球大流行对数十亿人的健康与生命造成严重威胁，因此全球迫切需要建立用于快速检测COVID-19的即时检测装置，以阻断二次传播。高灵敏度、高选择性和快速...
比色生物传感器因成本低、操作简便、响应快和重现性好而受到关注，但灵敏度不足限制其应用。本文报道了一种基于三步多重信号放大策略的比色生物传感器，用于检测乳腺癌相关 BRCA1 基因突变。该传感器由捕获单元、信号单元和目标 DNA 构成三明治结构：巯基化捕获探针固定于金膜硅片表面，巯基化信号探针通过 Au–S 键固定在 Bi2Se3–A...
多壁碳纳米管（MWCNT）与导电聚合物在生物传感等实际应用中具有协同作用。本文首次在纤维表面制备了多壁碳纳米管/聚吡咯（PPy）复合材料，并对其形貌和电学性能进行了表征。与仅涂覆 PPy 的纤维相比，碳纳米管的存在诱导了大面积 PPy 纳米线的生长。基于 PPy 和 MWCNT 组装的纤维有机电化学晶体管（FECTs）表现出更高的开...
本文报道了一种可用于智能手机RGB相机检测核酸的光捕获FRET纳米探针。该探针由封装绿色荧光供体染料的聚合物纳米颗粒构成，供体激发能量可高效转移至颗粒表面杂交的红色FRET受体。绿色发射纳米颗粒基于罗丹明110和罗丹明6G染料，并与大体积疏水抗衡离子配对，以抑制染料聚集猝灭并保证能量转移。颗粒表面功能化用于癌症标志物survivin...
本文开发了一种基于纸基电化学发光（ECL）的生物传感器，用于链霉亲和素（streptavidin, SA）的高灵敏检测。该传感器以银微花修饰的纸基传感平台固定发夹链S1，并利用网状DNA功能化PtCu纳米框架（DNA-PtCuTNFs）和靶标触发的DNA walker实现信号放大。加入SA后，生物素标记的行走链S2与SA结合形成DN...
能量代谢紊乱是细胞功能障碍和多种疾病的重要驱动因素，但增加或维持细胞内三磷酸腺苷（ATP）水平的方法仍缺乏。为绘制调控细胞ATP的基因与通路全景图谱——ATPome，作者将全基因组CRISPR干扰/激活筛选与ATP生物传感器相结合，在呼吸、糖酵解和基础三种代谢条件下系统鉴定ATP调控基因。结果显示，ATP水平可通过促进能量生成或抑制...
针对SARS-CoV-2感染诊断需求，作者建立了逆转录多重交叉置换扩增（RT-MCDA）联合纳米颗粒生物传感器（BS）的COVID-19快速检测方法（RT-MCDA-BS）。该方法设计两套引物，分别靶向SARS-CoV-2的开放阅读框1a/b（F1ab）和核衣壳蛋白基因（N），在64℃恒温反应35 min，总流程可在1 h内完成，并...
卒中是全球致死性疾病，每年导致约700万人死亡，幸存者常遗留影响日常生活的功能障碍。急诊科需快速诊断卒中患者，以便在时间窗内给予组织型纤溶酶原激活剂（tPA）治疗。现有卒中诊断依赖复杂技术，但仍存在局限。利用生物标志物进行卒中分诊具有重大价值，不同标志物反映不同病理级联并具有特征性表达模式。近几十年来，B型利钠肽（BNP）及其N端前...
近年来，场效应晶体管（FET）因高灵敏度、实时检测、可扩展性和芯片集成潜力而成为生物传感器重要平台。非碳二维材料，如过渡金属二硫化物（TMDCs）、六方氮化硼（h-BN）、黑磷（BP）和金属氧化物，具有丰富可调的电子结构、高载流子迁移率、较大带隙或高开关比，在FET生物传感器中展现巨大潜力。本文综述非碳二维材料的结构、制备方法、物化...
在生物流体中以临床相关浓度快速直接检测生物标志物，是建立神经退行性疾病如阿尔茨海默病（AD）诊断标准的重要限制。因此，采用新型模态和仪器早期检测与 AD 相关的生物标志物备受关注。近年来，表面等离子共振（SPR）等新型光学生物传感器被广泛用于无标记检测或配体-分析物相互作用分析，可在血液和脑脊液样品中感知极微量的目标分子。本综述介绍...