本文采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算，分析了有毒光气（COCl2）分子在 DNA 碱基腺嘌呤上的吸附行为。根据腺嘌呤几何结构，选取两个可能吸附位点 A 和 B。吸附能计算表明，光气可在两个位点发生物理吸附，电荷转移量很小。电子电荷密度分析显示光气与腺嘌呤之间没有明显轨道重叠，进一步支持弱物理吸附。在平衡和非平衡条件下计...
针对登革病毒（DV）感染缺乏直接抗病毒药物，作者开发了一种基于RNA的石墨烯荧光纳米传感器系统（RNA nano-graphene oxide system, RANGO），用于定量分析RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）活性。该系统由重组DV2 NS5 RdRp、Cy5标记的单链RNA模板和纳米氧化石墨烯（NGO）组成；NGO可选...
本研究针对乳腺癌早期诊断需求，将 microRNA-155 表达水平与乳腺癌进展关联，并建立其定量检测方法。目标 miRNA-155 序列通过固定在化学功能化叉指双电极（IDE）表面的捕获探针进行互补识别。传感器以硅/二氧化硅基底上的铝叉指电极为换能器，采用 3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（GOPTS）修饰表面，经链霉亲和素固定生...
二维过渡金属二硫化物因独特电学和光学性质被广泛用于生物传感，但同时利用两种性质可提高检测准确性与灵活性。本文报道了一种基于化学气相沉积生长单层二硫化钼（MoS2）的双模光电生物传感器，可在同一芯片上同时获得电学与光学读出。器件将单层 MoS2 转移至带有方格纳米孔阵列的 100 nm 悬空氮化硅（SiN）光子晶体膜上，背面沉积 25...
发酵细菌的某些次级代谢物是食品工业所需化合物，如乳酸菌产生的二乙酰和乙醛。二乙酰赋予乳制品黄油风味，乙醛与酸奶风味和香气相关。这些化合物在食品基质中的定量通常需要繁琐的样品前处理和专门分析方法。细菌天然感知代谢物的能力已被用于开发生物传感器，使特定代谢物的存在被识别并转化为报告基因表达。本研究旨在开发基于荧光的生物传感器检测二乙酰和...
本文构建了一种基于杂交链反应（HCR）信号放大的电化学阻抗生物传感器，用于快速、灵敏、特异性检测 microRNA-21（miR-21）。硫醇功能化捕获发夹 cDNA 通过 Au–S 键固定于金电极表面，并用 6-巯基-1-己醇（MCH）封闭。当 miR-21 存在时，cDNA 发夹结构打开，释放的序列触发 H1 与 H2 两种发夹...
过去十年，适配体作为生物传感器识别元件展现出优于抗体的潜力，但二者在相同条件下的系统比较仍有限。本研究在氧化多孔硅（PSiO2）纳米薄膜上分别固定抗His标签适配体6H7和抗His标签单克隆抗体，并以6×His酪氨酸酶为模型靶标，采用反射干涉傅里叶变换光谱（RIFTS）进行实时、无标记检测。抗体随机固定时性能较差；而Fc定向固定后，...
与缺少信号标记检测抗体的非竞争夹心型生物传感器相比，无标记电化学发光（ECL）传感技术存在先天不足，但仍可通过高效传感底物和信号转换器实现超灵敏分析。本文提出一种创新ECL传感系统，利用Fe2O3纳米阵列（Fe2O3 NAs）作为有序共反应加速器，多肽生物矿化金纳米团簇（Au NCs）作为信号转换器。自设计双功能肽配体H2N-MMY...
本文开发了一种基于肽核酸（PNA）调控碳点（CDs）与金纳米颗粒（AuNPs）之间荧光共振能量转移（FRET）的便捷荧光法，用于DNA的特异性检测。体系中，CDs呈湖蓝色荧光，激发/发射最大波长为345/445 nm，作为荧光报告物；AuNPs作为荧光纳米猝灭剂。设计的中性PNA探针可识别靶DNA，并作为凝聚剂调控AuNPs的分散与...
本研究设计了一种由特异性肠炎沙门氏菌适配体和部分杂交信号触发序列组成的捕获探针复合物，可直接检测活肠炎沙门氏菌。当目标菌存在时，适配体与活菌结合并释放单链触发序列；触发序列与发夹I、II、III依次发生分支迁移反应，启动三重链迁移过程，生成大量发夹I·II·III复合物，形成铜纳米颗粒（CuNPs）合成支架，并释放新的触发序列进入下...
蛋白激酶A（PKA）以四聚体全酶形式存在，在 cAMP 升高时被激活，并在心脏生理、神经元发育和脂肪细胞功能等过程中发挥重要作用。尽管该激酶已被用于多种生物传感器设计，但尚未报道性能可与 Förster 共振能量转移（FRET）报告蛋白相当的单荧光团报告蛋白。本研究基于 PKA 底物识别中的静电相互作用和核定位序列（NLS）基序，设...
肿瘤坏死因子-α（TNF-α）在亚纳摩尔浓度下易形成同源三聚体并促进炎症。临床上常用治疗性抗体作为清除剂降低患者活性 TNF-α 水平，但不同抗体形式对三聚体状态的稳定机制尚未完全阐明。本研究采用基于动态纳米杠杆的生物传感器，实时分析 TNF-α 的单体与三聚体状态，并测定治疗性生物制剂的结合动力学。利用微流控系统直接测得 TNF-...
霉菌毒素对健康的不良影响使其监测与控制受到广泛关注。本研究报道了一种用于赭曲霉毒素A（OTA）检测的简单、灵敏、无标记荧光适配体传感器，其基于适配体的高选择性和无酶杂交链反应（HCR）信号放大。引入OTA后，发夹探针H1的适配体部分与OTA结合形成OTA-适配体复合物，使H1茎环结构打开；随后打开的H1剩余部分作为HCR引发剂，驱动...
酚酸的生物技术生产因其优异抗氧化活性以及抗菌、膳食和健康益处而受到关注。作为植物和真菌中主要存在的次级代谢物，它们因结构中的酚羟基而成为有效自由基清除剂，因此被制药、食品、化妆品和化工行业广泛使用。目前酚酸需求主要依靠化学合成化合物满足，天然来源产量较低。作为化学合成的替代，发展环境友好的生物基技术对大规模生产至关重要。利用微生物细...
本研究展示了在锥形光纤元件（OFE）上固定假单胞菌 Pseudomonas putida TVA8 生物发光报告菌，实现对甲苯的重复检测。生物发光细胞层附着于经(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（APTES）修饰的抛光石英表面。通过五种不同形状 OFE 验证了探针制备与使用的可重复性；OFE 形状对测得生物发光强度影响较小，透射率为1.4...
神经系统中神经递质等化学信使分子的检测要求高灵敏度以测量微小变化、高选择性以排除类似物干扰，以及柔性器件以最小侵入软组织。本文利用嵌入柔性聚酰亚胺基底中的有机电化学晶体管（OECT）作为换能器，构建高灵敏多巴胺适配体传感器。分裂适配体连接至金栅极电极，分析物结合可分别通过安培或电位换能原理检测。安培传感器多巴胺检出限为1 µM；新型...
本研究基于金黄色葡萄球菌（SA）特异性适配体与双链DNA-SYBR Green I（SG I）复合物的光催化作用，开发了一种高通量比色生物传感器用于检测SA。通过链霉亲和素-生物素体系将捕获探针固定于96孔板表面，SA特异性适配体与捕获探针杂交后固定。当存在SA时，适配体因与SA的结合更强而从捕获探针-适配体双链中解离，释放的单链捕...
回音壁模式（WGM）微谐振器因高Q因子和小模体积被广泛用于光学传感，但多数被动器件需要波导或光纤锥等复杂耦合系统，限制了实用性。主动谐振器可远程激发并收集WGM调制信号，是被动微谐振器的替代方案。本文报道一种双曲鼓形（HD）微盘激光器生物传感器，由罗丹明B掺杂光刻胶与二氧化硅微盘组成，可用于无标记生物分子检测。该传感器可检测低至1 ...
及时检测与诊断对指导流行病学措施、感染控制、抗病毒治疗和疫苗研究至关重要。本文综述了用于诊断2019冠状病毒病（COVID-19）或检测环境中严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）的生物标志物/指标。作者指出，以抗体为靶标的检测方法不适合早期和无症状病例筛查，因为多数患者在症状出现约10天后才产生抗体反应；但抗体检测可...
镍是重要金属，其生物传感检测长期是分析难题。DNA 已广泛用于金属检测，但此前未见用于 Ni2+ 的 DNA 传感器。DNAzyme 是 DNA 催化剂，可招募金属离子参与催化。本研究以含 50 个随机核苷酸区域的文库，在 Ni2+ 存在下进行体外选择 RNA 切割 DNAzyme。为提高 Ni2+ 结合能力，在切割位点插入甘氨酰-...