我们开发了一种用于生物传感器的新型三维（3D）表面，基于新型刺状聚电解质（3D-PETx），由聚-L-赖氨酸（PLL）接枝大量寡聚乙二醇（OEG）和生物素基团组成。该材料通过 PLL 锚定于传感器表面，而 OEG-生物素链被拉伸离开表面用于目标检测。由于三维结构，与常规二维聚电解质（2D-PET）涂层相比，单位表面 OEG-生物素数...
全球每年约340万人死于水传播疾病，快速便携的水源病原体检测平台对控制霍乱等传染病具有重要意义。本文报道一种基于智能手机的粒子扩散测量（particle diffusometry, PD）生物传感器，用于检测环境水样中的霍乱弧菌（Vibrio cholerae）。该平台将环介导等温扩增（LAMP）与光学粒子成像结合：LAMP 引物靶...
COVID-19已成为全球重大致死性疾病，早期诊断是防控关键。目前RT-PCR广泛用于检测该病毒，但检测耗时且成本较高；近期发展的多种生物传感器虽可提供替代诊断途径，但多属侵入式方法，存在疼痛、耗时及病毒暴露风险。蛋白类生物标志物可作为生物传感器应用，用于检测与早期诊断。与核酸或细胞类标志物相比，蛋白标志物更易分离，样品制备更简便，...
恙虫病是由恙虫病东方体（Orientia tsutsugamushi）引起的螨媒急性发热性疾病，是恙虫病三角地区重新出现的传染病。恙虫病通过受染恙螨幼虫（chiggers）叮咬传播。由于症状与其他急性发热病相似，诊断具有挑战性。多种方法可用于恙虫病诊断，包括酶联免疫吸附试验（ELISA）、免疫荧光试验（IFA）、免疫层析试验（ICT...
基于金、银等传统金属的等离子体纳米颗粒已受到生物传感器研究者的广泛关注。核心壳纳米颗粒（CSNP）凭借局域表面等离子体共振（LSPR）的强场增强和宽谱可调性而具有独特优势。鉴于难熔氮化物（如ZrN和TiN）具有更高的光谱可调性、生长兼容性、高熔点、本征CMOS兼容性和生物相容性，以及石墨烯具有高比表面积、优异生物分子相容性、响应速度...
实时荧光定量PCR（qPCR）通过实时扩增并测量目标DNA分子，已广泛应用于医学诊断、法医鉴定和农业检测等领域。尽管qPCR在实验室中成熟，但低成本、高速便携系统仍是现场常规应用的瓶颈。本文提出并演示了一种基于光子学的全光纤全光学qPCR系统。该系统采用C-fiber微腔作为纳升级反应容器，利用1440 nm激光驱动并光学监测温度循...
本文开发了一种新型磁/等离子体辅助荧光免疫检测系统，用于流感病毒检测。该系统以磁性衍生等离子体三氧化钼量子点（MP-MoO3 QDs）作为等离子体/磁性材料，以荧光石墨氮化碳量子点（gCNQDs）作为监测探针。抗甲型流感病毒特异性单克隆抗体分别偶联到 MP-MoO3 QDs 和 gCNQDs 表面。当存在甲型流感病毒时，抗体偶联纳米...
抗体固定化与低成本材料及无标记策略的兼容性是生物传感器器件制造中的挑战。本研究在康宁玻璃基底上采用 200 °C 超声喷雾热解法沉积氧化锌（ZnO）薄膜，并将其作为肠致病性大肠杆菌（E. coli EPEC）抗体固定化平台。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征功能化与抗体固定化过程，利用原子力显微镜（AFM）观察表面形貌变化。功能...
百日咳鲍特菌是引起百日咳的呼吸道传染病病原体，快速准确检测对临床诊断具有重要意义。多重交叉置换扩增（MCDA）是一种新型等温扩增分子检测方法，可克服现有方法的部分不足。本研究建立并优化了一种基于MCDA与纳米颗粒侧流生物传感器（MCDA-LFB）的百日咳鲍特菌检测方法。研究针对百日咳毒素（PT）启动子区设计10条引物，在64 ℃反应...
监测 KRAS 点突变水平（KRAS 点突变 DNA 浓度占总 DNA 浓度的比例）随临床治疗进程的变化，可指导并显著改善癌症患者的个体化治疗与疗效评估。本研究基于荧光共振能量转移（FRET）荧光猝灭和脱嘧啶位点（AP 位点）诱导的鸟嘌呤/蝶啶特异性结合，构建了一种蝶啶-FAM-TAMRA 三色荧光传感系统，用于一步评估 KRAS ...
铅(II)离子（Pb2+）污染威胁人体健康和生态环境，现场快速检测仍面临灵敏度与易用性挑战。本文报道了一种基于 GR-5 DNAzyme 和金纳米颗粒（AuNPs）的表面等离子共振（SPR）生物传感器。巯基化 DNAzyme 通过 Au–S 键固定在 SPR 芯片金表面，随后利用 DNAzyme–底物杂交锚定底物功能化 AuNPs。...
等离激元纳米结构被用于多种分析技术，以检测化学和生物物种，其中也包括气味结合蛋白（OBP）及其与气味分子相互作用的表征。由于气味分子分子量低，常规表面等离子共振（SPR）难以直接检测，因此需要采用其他等离激元传感模式。本章提供基于两种利用 OBP 与亲和伙伴特异性结合后发生构象变化的实验指南。首先讨论用 SPR 监测生物分子构象变化...
重力换能器通过质量变化产生信号，可用于构建气体传感器或生物传感器。本章以气味结合蛋白（odorant binding proteins, OBPs）作为识别元件，针对小分子挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）建立传感方法。所述方法将重组 OBP 固定于经功能化活化的自组装单分子层（se...
金黄色葡萄球菌蛋白A（Protein A）是细胞壁主要成分，也是最早发现的免疫球蛋白结合蛋白之一。随着抗体治疗应用和纯化方法的发展，围绕非靶向分离（尺寸排阻、离子交换、疏水相互作用）与靶向亲和分离的研究不断增多。本综述聚焦天然蛋白A与工程化蛋白A，系统分析其在抗体纯化中的作用机制，包括与IgG相互作用的蛋白A结构域、接触区域、非共价...
本文报道了一种基于天然指示剂培养基的比色生物传感器，用于快速、选择性、灵敏且经济地检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）。该传感器以红甘蓝（Brassica oleracea）提取物（RCE）中的花青素作为 pH 响应指示剂，并与营养肉汤、NaCl 和头孢西丁（cefoxitin）组成 RCE 培养基。作者测试了 8 种革兰阳性菌...
唾液酸通常位于细胞表面糖蛋白和糖脂的非还原末端。与正常细胞相比，癌细胞通常表达更多唾液酸残基，细胞表面蛋白或脂质的唾液酸化与肿瘤进展相关，导致癌症患者血清唾液酸水平升高。本研究以有机电化学晶体管（OECT）为传感平台，设计了一种用于血清样品中唾液酸水平敏感、便捷检测的器件。该晶体管生物传感器由玻璃基底上的漏极、源极和栅极 Au 电极...
基于适配体的生物传感器已被广泛用于检测多种靶标。甲硝唑是一种广泛使用的广谱抗菌药物，其残留对人体健康存在多种风险。本研究基于DNA文库固定化磁珠SELEX技术，从全长79个核苷酸（nt）的随机单链DNA文库中筛选甲硝唑特异性适配体。经10轮筛选，获得4个二级结构高度相似的适配体，其中解离常数最低的AP32被选为最优适配体并进一步优化...
淀粉样蛋白β（Aβ）1-42是阿尔茨海默病患者脑内老年斑的主要成分，检测Aβ对预测患者认知能力下降具有重要意义。本文开发了一种无探针电容式生物传感器，用于非法拉第检测Aβ1-42肽。该传感器将特异性抗Aβ抗体固定于自组装单分子层（SAM）功能化的互指链状电极（ICE）上，形成抗Aβ/SAM/ICE结构。与以往使用[Fe(CN)6]3...
过氧化氢（H2O2）是氧的部分还原代谢物，在生物体内具有多种生理和病理作用，其准确定量对临床诊断、食品工业和环境监测至关重要。本文报道了在氧化铟锡（ITO）电极上电合成银纳米花（AgNFs），用于血红蛋白（Hb）的直接电子转移，实现 H2O2 的选择性定量。通过电沉积在 ITO 基底上形成有序且充分生长的 AgNFs，并用扫描电子显...
生物传感领域发展迅速，新型传感器架构与传感元件不断涌现。生物传感器依靠抗体、适配体、酶、DNA、分子印迹聚合物等生物识别元件获得高选择性，其校准通常只需将单一响应值与分析物浓度进行单变量回归。然而，在复杂真实样品基质中，多种组分可能产生干扰，导致分析误差增大。化学计量学方法能够从多变量传感数据中提取有效信息，提高选择性，克服响应非线...