人类免疫缺陷病毒（HIV）相关DNA检测对艾滋病（AIDS）早期诊断和临床治疗具有重要意义。传统DNA检测技术往往依赖昂贵仪器和复杂操作，难以满足即时检测需求。本文首次通过氨基-银化学将DNA四面体修饰到银纳米颗粒（AgNPs）表面，构建AgNP@DNA四面体胶体体系，用于HIV相关DNA的比色检测。目标DNA作为引物与模板DNA部...
多种疾病与多个miRNA表达水平的同步变化密切相关，开发可同时检测多种miRNA的光电化学生物传感器对临床诊断和机制研究具有重要意义。本文首次设计了一种用于双miRNA同时检测的新型光电化学生物传感器。作者制备了两种纳米复合材料：负载于碳氮化物纳米片上的CdTe（CdTe-C3N4，产生阳极光电流）和负载于三维石墨烯水凝胶上的CdT...
所有生物传感器、生物工程支架或生物医学植入体都依赖于对材料表面蛋白吸附的控制，但水相中蛋白在固体表面的吸附仍复杂且理解不足。为获得进一步认识，作者采用石英晶体微天平（QCM）研究10种模型球蛋白与正电、负电、中性、疏水及混合烷硫醇单层，以及二氧化硅、聚苯乙烯和特氟龙表面的相互作用，共约200种蛋白–表面组合。利用原子力显微镜胶体探针...
近年来，水体重金属污染是严重环境问题。铅是高度毒性重金属，因在生物体内不可降解而危害健康，因此监测饮用水及废水中 Pb(II) 浓度对保障人类健康和环境安全至关重要。本研究以铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）活细胞及其热干燥生物量（提取蛋白）修饰碳糊电极，构建了生物修饰碳糊电极（BMCME），用于检测废水中...
表面增强拉曼散射（SERS）是一种可检测极低浓度分析物的高性能技术。本研究开发了一种三维SERS基底，由静电纺丝聚己内酯（PCL）纤维支架经碳酸钙（CaCO3）矿化并修饰银纳米颗粒（AgNP）构成。该纤维基底的修饰可显著提高SERS信号放大能力。纤维表面多孔CaCO3（vaterite）与AgNP的功能化，为生物分子的选择性吸附及其...
4-羟基苯甲酸（pHBA）是生产粘康酸和液晶聚合物的重要工业前体，目前主要依赖石化路线。为降低对化石燃料的依赖并提高可持续性，微生物工程是替代传统化学合成的有前景策略，但菌株筛选仍是代谢工程中的瓶颈。本文在酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中构建了一种名为 sBAD 的合成转录因子生物传感器，其由红假单胞菌...
局域表面等离子体共振（LSPR）可通过目标分子存在时共振频率的移动高灵敏度地检测生物分子。现有计算研究多采用完整麦克斯韦方程并结合简化的传感器-分析物模型，或完全忽略分析物。本文在长波极限下采用静电近似，在保持中等计算成本的同时引入传感器与分析物的几何细节。作者扩展开源连续静电软件 PyGBe，使其能够计算金属纳米颗粒在任意目标存在...
压缩感知（CS）是物联网医疗（IoMT）中的一项新兴技术，尤其适用于智能可穿戴设备，可延长传感器寿命并支持连续健康监测。本文报道了压缩感知在作者提出的腕部无袖带生物传感器中用于连续估计血压（BP）的性能。该传感器仅利用受试者腕部生物信号，提供一种新的血压估计方法。系统对阻抗容积图（IPG）和光电容积图（PPG）双生物信号实施压缩感知...
血液蛋白检测对临床分析至关重要。传统血液检测在集中实验室完成，结果回报慢；而即时检测（point-of-care, PoC）设备可在非实验室环境中快速给出结果，从而支持及时分析并降低医疗成本。成功的PoC平台需要无缝集成化学检测、流体管理和信号读出。本文提出一种用于PoC蛋白传感的集成、紧凑且自动化的电子系统。该系统由基于微流控的电...
本研究旨在开发一种新型低成本智能手机生物传感器系统，建立唾液α-淀粉酶（sAA）这一潜在压力生物标志物的高效检测方法。该系统由带sAA检测应用的智能手机、丝网印刷电极（SPEs）和恒电位仪模块组成。所提技术通过施加微小扰动获得线性化响应，可避免循环伏安法反复氧化还原样品而改变样品组成。应用研究中，6名健康研究生接受5分钟特里社会压力...
本研究采用有限元方法（FEM）对静态模式悬浮微悬臂梁模型进行模拟，考察牛顿流体和非牛顿流体中微悬臂梁梁体的偏转。研究目标是设计并模拟一种悬浮微悬臂梁生物传感器，用于测定流体的动态粘度，并分析血液红细胞压积与传感器灵敏度之间的关系。该生物传感器为微结构，由嵌入微悬臂梁中的微流道组成。通过流体-结构相互作用（FSI）模拟，研究不同动态粘...
乙酰胆碱是自主、周围和中枢神经系统中重要的神经递质与神经调质，而敌敌畏是一种可抑制乙酰胆碱酯酶并产生毒性的人用农药。本文报道了一种用于检测乙酰胆碱（ACh）和敌敌畏（diazinon, Dz）的电化学生物传感器。该传感器以聚对苯二甲酸乙二醇酯柔性板为基底，石墨工作电极上修饰4-氨基苯甲酸功能化还原氧化石墨烯（rGO-AB）层，并通过...
目前石墨烯已广泛用于柔性传感器，但采用简单、低成本方法制备石墨烯基传感器仍存在问题。本文针对可穿戴生理信号监测对低成本、易制备传感器的需求，采用热膨胀法制备石墨烯纳米片（GNPs），将其压制成GNPs片，并用聚氨酯（PU）医用膜双面封装形成电容极板；再将两片电容极板叠合，两侧用透明胶带封边，制成GNPs电容传感器。与现有石墨烯基传感...
本文报道了一种用于即时检测的新型电学阻抗谱（EIS）免疫传感器阵列的开发与表征。EIS具有高灵敏度、无标记和实时监测等优点，适合一次性使用的心肌标志物POC检测。然而，EIS免疫分析响应变化的来源尚未被充分表征和理解。深入理解靶标结合与阻抗响应之间的关系，将显著推进生物传感器设计并可能提高检测限。微/纳结构电极用于多频EIS，相比传...
围绕组氨酸激酶（HK）与同源响应调节蛋白（RR）之间核心磷酸转移步骤构建的信号转导系统存在于所有生命域中。这类系统称为双组分系统（TCS），是细菌中多组分信号通路的主要形式，但在古菌和真核生物中较少见。核心信号结构域具有模块化特征，可灵活组装为单步磷酸转移或多步磷酸接力通路；前者在细菌中占主导，后者在真核生物中更常见。双组分系统调控...
人血小板同种抗原 HPA-1a 和 HPA-5b 位于血小板表面糖蛋白，是新生儿同种免疫性血小板减少症（NAIT）的主要相关抗原。其抗原状态通常由糖蛋白基因 SNP 定义，基因分型耗时且成本较高。本研究评估消逝波荧光（EVA）生物传感器技术对血样 HPA-1a 和 HPA-5b 快速表型分型的可靠性。对 336 名献血者 EDTA ...
本研究提出一种新型等温诊断方法，称为纳米颗粒生物传感器（NB）联合南极热敏感尿嘧啶-DNA糖基化酶（ATSU）辅助的聚合酶螺旋反应（PSR，NB-ATSU-PSR）。该方法将携带污染物的酶切消化与等温核酸扩增（PSR）结合，可在同一封闭管中同时完成核酸序列检测和消除携带污染，从而避免开管操作导致的假阳性。研究以肺炎克雷伯菌为模型验证...
本文报道了单层三元硫族化合物纳米片对不同长度寡核苷酸具有不同亲和力，并能高效猝灭染料标记DNA探针的荧光。基于该特性，作者将其与Exonuclease III（Exo III）介导的目标循环放大相结合，构建了一种用于单核苷酸多态性（SNP）检测的均相荧光生物传感器。当突变型靶标（MT）与探针完全匹配时，Exo III可从凹陷3′端消...
许多神经退行性疾病伴随持续细胞应激并改变细胞信号。为研究相关突变如何影响细胞应激与信号，作者建立了用于内质网（ER）介导细胞应激和第二信使信号的活细胞检测。首先检测视紫红质突变对 ER 应激和 Ca2+ 信号的影响：常染色体显性视网膜色素变性最常见突变 P23H 较野生型产生更高 ER 应激，且应激水平升高与 Ca2+ 信号减弱相关...
等离子体化学与生物传感器具有尺寸紧凑、灵敏度极高等优点，基于等离子体波导和谐振器的生物传感器是移动与可穿戴设备的理想候选。然而，金属中的高损耗以及实际实现方案复杂，使紧凑等离子体生物传感器的最优构型难以确定。本文提出一种新型等离子体折射率传感器，其核心为置于相同金属制成的波导型 racetrack 环谐振器下方的金属条波导。该结构可...