癌症由异常细胞失控增殖和快速DNA复制引起，DNA损伤分子既可能致癌，也可作为抗肿瘤药物。本文首次合成了一系列对羟基苯甲酸酯（paraben）取代的精胺桥联双螺环三磷腈化合物2–6，并通过核磁共振、MALDI-TOF质谱、差示扫描量热和单晶X射线衍射对其结构进行表征，TGA显示化合物1–6具有较高热稳定性。研究采用两种方法考察目标分...
光电化学生物传感（PEC）因在生物标志物分析中的巨大潜力而受到广泛关注。PEC 生物传感器的性能在很大程度上取决于光敏材料，因此开发具有优异光电转换、电荷分离和稳定性的光活性材料是实现先进 PEC 生物检测的关键。异质结构作为一类由不同半导体组成的纳米复合材料，可通过能带匹配拓宽光吸收、抑制光生电子-空穴复合并促进界面电荷转移，从而...
核酸或蛋白等生物标志物的灵敏、特异检测对疾病诊断具有重要意义。本文结合内切酶辅助的靶标响应扩增策略与末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）生成的过氧化物酶模拟DNAzyme，开发了一种用于DNA和蛋白的新型简易比色生物传感器。以靶DNA和血栓素为代表生物分子，切割片段的产生只能由特异性靶标结合及随后的切口内切酶切割触发，不会自发发生。在信号...
合成遗传器件可在活细菌中执行分子计算，感知多种环境化学信号并按人工设计进行逻辑处理。IMPLY 是四种基本逻辑功能之一，属于“若P为真则输出跟随Q，否则为真”的约束型逻辑。本文借鉴电子学层级思想，在单个大肠杆菌细胞中设计、构建并优化了一种全谱转录级联合成遗传 IMPLY 门，使其能够感知并整合两种环境化学信号。该 IMPLY 门被进...
白介素6（IL-6）是维持机体稳态、免疫调节和造血的重要细胞因子，在病毒、微生物、致癌或自身免疫刺激下上调时，可参与多种病理状态。高保真免疫传感器可实现IL-6的实时监测，有助于危重疾病的早期预后。近年来，多种增强生物传感器稳健性和整体性能的方法被报道。电化学和荧光检测方法与集成电子器件结合，因具有较高信噪比、高特异性、超灵敏度和宽...
为帮助过敏患者管理食物过敏，发展快速灵敏的过敏原检测方法至关重要。现有免疫分析、PCR和质谱法复杂耗时。本文开发了一种用于检测虾类主要过敏原原肌球蛋白（tropomyosin, TM）的适配体生物传感器。以氧化石墨烯（GO）为平台筛选能与目标高亲和结合的最小长度适配体序列。GO通过π-π堆叠作用猝灭荧光素标记的截短适配体；加入TM后...
层粘连蛋白5和IV型胶原是生发上皮基底膜及细胞外基质的主要成分，可反映睾丸纤维化与生发上皮损伤。本研究旨在评估先天性单侧隐睾男孩血浆中这两种纤维化标志物的浓度。研究纳入43例1–3岁先天性单侧隐睾男孩，并以54例年龄匹配、因腹股沟疝修补入院的健康男孩为对照。采用新型无标记、高选择性表面等离子共振成像（SPRI）生物传感器检测血浆层粘...
无细胞系统为开发低成本、易使用的多分析物传感器提供了灵活平台，但传感器响应灵敏度受结合亲和力限制，而提高亲和力往往困难。本文围绕维生素B12这一关键微量营养素，报道了通过主动分析物导入改善生物传感器动态范围和灵敏度的策略。作者首先利用B12响应转录因子EutR在无细胞反应中实现B12依赖的GFP输出，但该无细胞传感器仅在远高于临床相...
肝细胞癌（HCC）是三大癌症之一，因其死亡率高、医疗负担重且治疗手段有限而备受关注。α-甲胎蛋白（AFP）是 HCC 的特异性标志物，快速、准确、灵活地检测 AFP 对癌症诊断和治疗具有重要意义。本文构建了一种新型表面增强拉曼散射（SERS）生物传感平台，将靶标响应型 DNA 水凝胶用于 AFP 的灵敏检测。DNA 水凝胶中的连接链...
本研究制备了一种基于单层石墨烯（SLG）/金纳米粒子（Au NPs）的Love wave生物传感器，用于金黄色葡萄球菌（S. aureus）基因序列的高灵敏、高特异检测。传感器以ST-90° X切石英为压电基底，采用磁控溅射制备Au/Cr叉指换能器，并通过PECVD沉积2 μm SiO2波导层以限制波能量、提高质量灵敏度。CVD生长...
过渡金属碳化物 MXene 可通过选择性刻蚀层状三元母体 MAX 相中的 A 层获得，其中 M 为早期 d 区过渡金属，A 为第 13 或 14 族主族元素，X 为碳或氮。MXene 具有超大比表面积和优异电导率，是传感与能源应用的理想候选材料。本文证明，经 HF 刻蚀并用 TBAOH 剥离得到的原始 Ti3C2 MXene 可作为...
基因组尺度技术使绘制细胞行为分子网络成为可能。这些网络分析显示，细胞利用多层调控反馈不断评估并精确响应环境，复杂反馈对控制外部刺激的实时响应至关重要，因此需要能够采集并分析高通量时间数据的新一代细胞技术。为此，作者开发了 Dynomics 微流控平台，可监测超过 2000 个启动子的时间基因表达。通过将 Dynomics 平台与深度...
霉菌毒素污染食品和饲料是全球性问题，可对人和动物造成急性和慢性健康危害。本文报道了一种基于大肠杆菌（E. coli）的电化学生物传感器，用于黄曲霉毒素B1（AFB1）和玉米赤霉烯酮（ZEN）的毒性评估。该传感器以E. coli作为信号识别元件，以对苯醌（p-benzoquinone）作为电子介质，并采用两步反应程序将介质与霉菌毒素分...
表面增强拉曼散射（SERS）是一种超灵敏分子筛查技术，可在等离子体纳米结构附近对痕量分析物产生显著增强的拉曼信号。然而，兼顾信号增强、重现性与均匀性的实用化传感器尚未充分发展。本研究展示了一种基于便携式拉曼光谱仪和多变量统计识别算法，从人泪液中检测或预测无症状乳腺癌的潜在应用。该应用通过制备等离子体 SERS 基底实现，该基底由排列...
本文报道薄层电位法结合阴离子交换膜作为带电干扰屏障，用于未稀释人尿中肌酐（CRE）分析检测。样品室中 CRE 通过阴离子交换膜（AEM）扩散至含肌酐脱亚胺酶（CRE deiminase）的第二储液室；CRE 与酶反应生成铵离子，由铵离子选择性电极以电位法动态监测。该概念集成于芯片化微流控单元，可实现高样品通量和停流运行，使 CRE ...
本文报道了一种基于酶生物燃料电池（EBFC）的高能量自供电传感平台，用于蛋白质的超灵敏检测。该策略利用 DNA 生物偶联物实现信号放大，并制备氮掺杂超薄碳壳/金纳米粒子（N-UHCS/AuNPs）复合材料作为电极支撑基底，以提高酶负载量。自供电传感器的生物阴极通过在碳纸（CP）上逐步修饰 N-UHCS/AuNPs 和胆红素氧化酶（B...
活细胞对外界机械和电刺激的响应在调控其生物学功能与行为中起重要作用，但传统全局刺激方法难以在亚细胞水平研究动态生理响应机制，且缺乏低成本、易操作的局部机械力与电刺激手段。本文以单个碳纳米线圈（CNC）作为微尺度非侵入工具，对单个骨肉瘤细胞施加局部机械力或电刺激，并采用荧光共振能量转移（FRET）成像技术检测细胞响应。首先证明 CNC...
光学生物传感器通过生物识别元件与光学换能器相结合，将生物分子相互作用转换为可测光学信号，在临床诊断、药物发现、食品过程控制和环境监测中具有重要价值。相比传统标记方法，其前处理简单，且不易改变目标分子性质，具有灵敏度高、抗干扰能力强、稳定性好、可靠性高以及易于芯片化集成的优势。本综述全面总结光学生物传感器技术进展，涵盖表面等离子共振（...
循环肿瘤细胞（CTCs）是多种癌症转移的关键因素，也是肿瘤诊断和治疗中的重要检测目标。由于其在血液中浓度极低（约1–10 cells/mL），检测极具挑战。本文报道了一种全光纤等离子体适配体传感器，用于检测转移性乳腺癌细胞。该传感器基于镀金倾斜光纤布拉格光栅，在近红外波段具有多个窄带共振，可实现无标记、实时检测。作者选择针对乳腺球蛋...
本文报道以DNA为前驱体通过水热法合成2–3 nm亲水性蓝色荧光碳点（C-Dots）。这些碳点可在致病真菌细胞中高效内化，细胞毒性可忽略，具有良好光致发光稳定性和高生物相容性，可作为微生物研究的纳米示踪剂；以白色念珠菌为模型开展生物成像。该碳点的新颖之处在于能与同一DNA在低于凝胶浓度（1% w/v）下形成荧光纳米复合水凝胶，凝胶强...