DNA修饰金纳米颗粒（AuNPs）是检测多种分子的有效纳米材料，但其性能高度依赖于探针DNA在AuNPs表面的密度。本文利用聚腺嘌呤（PolyA）调控探针DNA的表面密度，构建了一种用于检测miRNA-21的高效DNA行走生物传感器体系。该体系的运动轨道由连接在AuNPs上的PolyA-DNA探针构成，外切酶III（Exo III）...
采后果实腐烂主要由真菌病原引起，造成重大损失。本研究利用CMOS传感器鉴定在果实中处于休眠期的胶果刺盘孢菌（Colletotrichum gloeosporioides）上调的特异性mRNA序列。鉴定采用三明治法：与C. gloeosporioides休眠期mRNA互补的链固定在CMOS表面，再暴露于目标互补报告链。当存在目标序列时...
酶联免疫测定（ELISA）对目标分子具有高特异性和选择性，适合现场检测，但常规方法灵敏度不足，痕量目标难以产生肉眼可辨的比色信号，往往需要仪器读数，限制了现场应用。本研究将ELISA整合到微孔和纳米纤维膜表面，制备了一种用于氯霉素（chloramphenicol, CAP）检测的高灵敏、肉眼可辨比色生物传感器。电纺PVA-co-PE...
糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白（GPI-APs）是真核细胞膜天然糖脂偶联物，在细胞信号、黏附及疾病中具有重要作用。弓形虫表面富含GPI-APs和游离GPI，检测抗GPI IgG和IgM抗体可用于区分弓形虫病患者与健康人，但现有血清学方法效率低、交叉反应强且依赖复杂设备。本文建立了一种无标记电化学糖生物传感器，用于检测弓形虫血清阳性患者血清中...
同时检测多种细胞内生物标志物有望用于癌症早期诊断与治疗。本文构建了一种基于分裂引物连接触发催化发夹组装的双信号电化学生物传感器，用于测定两对癌 mRNA：TK1 与 c-myc、survivin 与 GalNAc-T，并以二茂铁分子信标（Fc-MB）和血红素分子信标（Hs-MB）作为检测信号源。当一对靶标同时存在时，可释放分裂引物并...
现场检测物质滥用是预防与干预方案实施中的重要手段。传统方法笨重、耗时且物流要求高，生物传感器因此具有简化物质滥用检测的潜力。本研究设计了一种功能化丝网印刷电极（SPE）电化学生物传感器，采用氧化钴纳米颗粒和单链抗体片段（scFv）检测可卡因。采用差分脉冲伏安法（DPV）、循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）考察传感器功能，并用...
本研究提出一种基于单实体电化学（SEE）直接检测单个血小板中血清素的方法。从人血中分离的血小板经血小板富集血浆（PRP）稀释后，在 25 µm 铂超微电极（Pt UME）上进行循环伏安和电流-时间测量。当单个血小板随机撞击电极表面时，血小板致密颗粒内储存的血清素在电极表面发生氧化，产生瞬时阳极电流尖峰；通过对该尖峰电流积分，可计算单...
基于环谐振器的生物传感器因高灵敏度、小尺寸和可多路检测，已被广泛应用于“芯片实验室”平台。然而，其灵敏度本身并不具有对特定生物标志物的选择性，因此传感器表面功能化是将通用灵敏度转化为特异性检测的关键。目前，关于环谐振器传感器表面功能化的最优工艺参数尚无共识，且相关优化通常在平坦二氧化硅基底上完成，再迁移到实际传感器。本文首次将平坦二...
汞是主要人为来源的普遍环境污染物，进入食物链会威胁人体健康，因此农业土壤汞监测至关重要。总汞含量不足以反映毒性，因为不同汞形态的生物可利用性不同。自20世纪90年代以来，生物报告器被用于评估污染物生物可利用性，但真实污染土壤研究较少。本研究采用全细胞细菌生物报告器大肠杆菌ARL1，通过生物发光测定估计11个土壤样品中生物可利用Hg(...
石油炼制产生大量含污染物的废水，若处理不当可能危害水生生物和人类健康。然而，部分炼油废水即使经处理仍具有毒性，且导致生物效应的化学物质长期不明确，使处理缺乏针对性。本研究采用效果导向分析（EDA）方法，以发光细菌 Aliivibrio fischeri 作为生物传感器，对重质原油加工产生的炼油废水进行非靶向毒性筛查与化学归因。结果表...
本文综述了烟酰胺辅因子依赖性葡萄糖脱氢酶（NAD(P)-GDH）的物理化学性质及其在生物传感器和生物燃料电池中的广泛应用。不同来源的 GDH 在活性、稳定性及辅因子偏好（NAD+ 或 NADP+）方面存在差异。NAD(P)+ 在生物电子传递中起重要作用，但其水溶液稳定性较差且与酶结合较弱，限制了器件应用。文章讨论了多种电极修饰策略，...
非侵入式可穿戴设备有望辅助癫痫管理，但需具备稳健信号质量且患者愿意长期佩戴。对可穿戴生物传感器信号进行自动机器学习分类时，需要定量信号质量指标以自动剔除低质量或损坏数据段。本研究将商用可穿戴传感器佩戴于接受住院或居家脑电图（EEG）监测的癫痫患者及健康志愿者。Empatica E4 与 Biovotion Everion 记录加速度...
无标记生物传感器可集成到芯片实验室平台，相比标记法具有小体积、快速、低成本优势。本研究以氧化石墨烯丝网印刷电极（GPHOXE）为基底，将失活 Cas9（dCas9）蛋白与合成向导 RNA（sgRNA）共价固定，作为生物识别受体，用于循环肿瘤 DNA（ctDNA）的无标记检测。通过序列特异性识别肿瘤相关突变（PIK3CA 外显子 9 ...
循环肿瘤DNA（ctDNA）检测对癌症风险分层和治疗反应监测具有重要意义，但现有方法灵敏度和重复性不足。本文以抗坏血酸还原氯金酸（HAuCl4）实现金纳米晶形状控制合成，CTAC、KBr、KI 与 L-谷胱甘肽协同形成海胆状金纳米晶（UeAu），暴露更多高指数晶面。基于 UeAu-多重石墨烯气凝胶（MGA）构建 ctDNA 电化学传...
本研究开发了一种基于分子印迹聚合物（MIP）的高灵敏电化学传感器，用于超灵敏检测二甲硝咪唑（DMZ）。以 DMZ 为模板分子，在玻碳电极（GCE）表面通过循环伏安法电聚合 L-精氨酸，制备 GCE/P-Arg@MIP 修饰电极；随后用碱液处理去除模板分子，形成具有特异性识别位点的印迹膜。采用伏安法和显微技术对修饰电极进行表征，并在优...
谷氨酸棒杆菌是生产氨基酸及其衍生物的重要工业微生物。为精细调控代谢通路，合成生物学工具主要依赖启动子的理性应用，但可用启动子数量有限。本研究基于 RNA-Seq 数据分析，扩增了 90 个长度 200–500 bp、可能包含启动子-5′-UTR（PUTR）序列的 DNA 片段，并将其与荧光蛋白基因连接。与常用强 PUTR PsodU...
本研究开发了一种基于光纤颗粒等离子共振（FOPPR）的无标记、实时、高灵敏核酸生物传感器。该传感器将单链脱氧寡核苷酸（ssDNA）探针偶联到固定在光纤芯表面的金纳米颗粒上。通过比较混合自组装单分子层中不同长度稀释分子、不同寡核苷酸长度以及不同取向的ssDNA探针，研究了空间位效对接合亲和力和检出限（LOD）的影响。基于优化后的ssD...
本文是一项基于微磁模拟的研究，探讨自旋电流纳米振荡器（SCNO）作为频率型、超灵敏磁生物传感器的可行性。该器件由垂直磁各向异性铁磁层（PMA-FM）纳米柱与重金属（HM）层构成，在电荷电流和直流磁场驱动下工作于 GHz 进动模式，产生铁磁共振（FMR）峰。当捕获抗体—抗原—检测抗体—磁性纳米颗粒（MNP）夹心复合物结合到 SCNO ...
二硫化铼（ReS2）从块体到单层均具有直接带隙，在光电器件构建中具有重要作用，但电子-空穴对快速复合限制了其进一步应用。为提升光电流性能，本文采用双金属共腔进料原子层沉积（ALD）并结合精确剂量调控策略，制备了 Mo/Re 比可控的 MoS2-ReS2 异质结。通过受控引入 Mo 原子，异质结的电子转移能力、载流子迁移率和光电流响应...
谷氨酸是脑和脊髓中最丰富的兴奋性神经递质之一，其细胞外浓度变化与学习记忆、神经能量代谢及多种神经系统疾病密切相关。现有微透析、磁共振波谱和正电子发射断层扫描等方法时空分辨率有限，难以捕捉快速瞬态谷氨酸释放。电化学酶传感器可提供秒级甚至亚秒级时间分辨率，是连续监测细胞外谷氨酸的有前景方案。本文报道一种更简单、低成本的活性炭-铂微粒（C...