本文开发了一种基于花生凝集素（PNA）的阻抗生物传感器，用于选择性检测癌症相关T抗原。该传感器以丝网印刷金电极为基底，通过混合自组装单分子层、羧基活化、凝集素共价固定和封闭剂处理构建。样品孵育后，PNA与含T抗原的糖蛋白结合，导致电极电荷转移阻抗增加，从而指示识别事件和复合物形成。以去唾液酸化fetuin作为模型糖蛋白时，最低可检测...
人体体液如尿液、血清中异常蛋白浓度与疾病状态相关，可为临床前诊断提供关键信息。本文报道一种无线免疫球蛋白包被磁弹性（ME）生物传感器，用于在微升级小样本量下快速、低成本检测人血清白蛋白（HSA）。该传感器是首个基于磁致伸缩效应的便携式共振传感器，可监测 HSA 的不同分子状态。抗 HSA 免疫球蛋白 G（IgG）被固定在 ME 传感...
本文报道了一种平面且电中性的铜(II)-吡啶甲酸配合物 Cu(PA)2（PA 为吡啶甲酸）的合成及其作为电化学 DNA 杂交指示剂的应用。作者通过循环伏安、正常脉冲伏安、计时库仑和差分脉冲伏安等电化学方法，结合分子对接，研究了 Cu(PA)2 与双链 DNA 的相互作用。结果表明，Cu(PA)2 以特异性嵌入方式结合双链 DNA，分...
模体积重叠因子是决定传感器灵敏度的关键参数。过去数十年，许多方法被提出以提高光场与分析物的重叠，但受限于硅上绝缘体（SOI）平台沿垂直方向的不对称折射率分布，亚波长光栅超材料（SGM）波导传感器的灵敏度进一步提升面临挑战。本文提出并演示了基座型SGM微环谐振器，通过受控undercut蚀刻形成基座结构，降低垂直方向折射率不对称性，从...
蛋白工程在开发新代谢途径和优化现有途径中日益重要。传统基因/酶变体库筛选常在非生产菌株或非相关培养条件下进行，未必能选出最适合生产菌株体内使用的最佳酶变体。本文提出一种整合 CRISPR/Cas9 辅助目标基因工程与生长耦合、传感器引导体内筛选（CGSS）的方法，用于蛋白工程和代谢途径优化。作者以芳香氨基酸合成关键酶 3-脱氧-D-...
针对传统指数扩增反应（EXPAR）因 SYBR Green I 对引物、模板及副产物非特异结合而导致背景高、信噪比差的问题，本文提出一种改进的 EXPAR 策略，构建无标记、一锅法荧光生物传感器，用于超灵敏检测多聚核苷酸激酶（PNK）活性。该体系以含 3'-磷酸末端的 T&P 寡核苷酸为底物，其兼具 EXPAR 引物与模板功能；T4...
本研究提出一种用于现场高灵敏检测亚硝酸盐的新型荧光传感器。该芯片化方案采用集成聚合物光电探测器，读取二胺荧光素探针与亚硝酸盐反应产生的荧光信号。探测器以聚噻吩并[3,4-b]噻吩/苯并二噻吩（PTB7）与（6,6）-苯基-C71-丁酸甲酯（PC70BM）异质结纳米薄膜为光活性层。检测前通过纳米形貌和电流密度测量表征旋涂光活性层质量。...
本研究设计并验证了一种用于养殖鱼非侵入监测的微型三轴加速度计设备（AE-FishBIT v.1s）。该设备尺寸14 mm×7 mm×7 mm，总质量600 mg，可监测30–35 g以上鱼体，并通过可重编程调度方案独立工作。设备固定于真鲷（Sparus aurata）和欧洲鲈（Dicentrarchus labrax）幼鱼鳃盖，利用...
胰腺胰岛是包含内分泌、免疫和内皮等多种细胞的复杂微型器官，离体后细胞间通讯丢失，因此糖尿病发病机制需在活体多细胞环境中研究。作者开发了一套可移植的活体显微镜平台，用于在体内研究β细胞功能。首先构建β细胞选择性病毒编码荧光蛋白生物传感器，可快速简便地导入任意小鼠；随后将其与活体显微镜结合，从活体组织获取细胞和亚细胞数据。该平台利用Gr...
将合成基因电路导入肠道细菌以感知、记录并响应体内信号，是诊断、治疗和预防疾病的新策略。然而，疾病响应电路的设计受限于已知生物传感器数量有限。本研究在大肠杆菌中应用稳健的遗传记忆电路，在健康与疾病哺乳动物肠道中鉴定新的细菌生物传感器触发器，用于构建诊断或治疗电路。作者建立了基于高通量文库构建、筛选、二代测序和计算分析的系统级流程，能够...
多酚氧化酶（漆酶、酪氨酸酶）在生物传感器技术中可用于酚类检测，对环境监测和食品工业具有重要意义。使用粗酶提物代替纯酶可避免昂贵且繁琐的分离纯化过程。本研究采用白腐真菌 Trametes pubescens（TP）浸提培养获得的多酚氧化酶粗提物，开发用于邻苯二酚检测的安培生物传感器。首先利用粗提物的催化活性诱导导电聚合物聚吡咯（Ppy...
开发了一种基于全氟苯基叠氮（PFPA）修饰聚多巴胺（PDA）制备碳水化合物传感器的通用光化学方法，用于石英晶体微天平（QCM）生物传感器研究碳水化合物-凝集素相互作用。PFPA通过席夫碱反应固定在PDA包覆的金传感器表面。光照下，未衍生化碳水化合物（甘露糖、半乳糖、岩藻糖和N-乙酰氨基葡萄糖GlcNAc）被插入传感器表面。所制备的碳...
本文报道了一种基于 TiO2 反蛋白石光子晶体（IOPCs）的自供电光电化学生物传感器，用于无外加光照条件下检测过氧化氢（H2O2）和黄嘌呤氧化酶（XOD）活性。作者以聚苯乙烯（PS）胶体晶体为模板，通过溶胶-凝胶法和煅烧制备 TiO2 IOPCs，并用连续离子层吸附反应（SILAR）法沉积 Mn 掺杂 CdS 量子点（CdS:Mn...
视觉假体通过电刺激存活视觉细胞为盲人提供人工视觉，但高分辨率视觉感知、长期生物相容性和安全性仍是现有视觉假体的主要挑战。本文提出一种利用活细胞作为集成电子器件和可植入微电极的新型视觉假体方法。作者将通道视紫红素2（ChR2）导入人胚胎肾细胞（HEK293），使其表达ChR2-增强型黄色荧光蛋白（EYFP）融合蛋白，构建光遗传工程细胞...
通过远端位点突变抑制和变构激活对受体亲和力进行理性调控，对生物传感器设计调节有效动态范围具有重要价值。然而，工程化实现受体双亲和力调节——即同时调控靶标结合亲和力与杂交链反应活性——仍有限。本文通过可编程工程化识别发夹的开关平衡，利用远端位点突变抑制和变构激活，获得一组靶标结合亲和力与杂交链反应活性显著不同的受体。首次开发了一种基于...
转录报告子是细菌生物传感器监测环境变化的关键组分。转录因子与位置权重矩阵（PWM）定义的共识序列相互作用决定报告子灵敏度，但 PWM 常不足以解释非共识序列对蛋白-DNA 结合的影响。本研究采用原核砷阻遏蛋白（ArsR）系统，考察 ArsR 结合序列中非共识碱基对对 ArsR-DNA 结合及砷介导转录诱导的贡献。作者构建含两个不同来...
关于生物传感器的学术出版物数量快速增长，仅靠人工手段已难以形成对该领域发展的全面认识；同时，随着新研究结果不断发表，及时了解近期趋势或新兴方向很有必要。本文采用文献计量方法，基于学术出版物对生物传感器领域的发展进行概览。结果表明，生物传感器主题关注度持续上升，并出现新的子主题。美国是该领域总贡献最高的国家，但欧盟国家作为整体贡献居首...
糖基化是受生物工艺参数和细胞生理状态影响的单克隆抗体重要质量属性。本研究开发了基于凝集素的生物层干涉（LBLI）方法，用于相对评估Fc糖基化免疫球蛋白G（IgG）的半乳糖基化和岩藻糖基化水平。在15 L生物反应器中改变工艺条件重组表达Fc糖基化IgG并收获产物，验证了LBLI对不同样品的可靠性、稳健性和适用性，并以液相色谱-质谱（L...
肿瘤干细胞（CSCs）在肿瘤发生、进展和复发中起关键作用，但由于其在肿瘤中异质、稀少且特异性标志物有限，亟需新的分离与鉴定方法。本研究建立了一种无标签方法，结合沉降场流分选（SdFFF）和生物传感器，从异质肿瘤细胞亚群中分离、富集并识别胶质母细胞瘤CSCs。作者将U87-MG胶质母细胞瘤细胞分别在正常（N，含胎牛血清FBS）或定义（...
本文报道了一种环境友好且水分散性硅纳米点（SiNDs）的一步快速合成方法，采用温和试剂(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷（APTES）和葡萄糖制备。研究发现，所制SiNDs的荧光可被高锰酸钾因内滤效应显著猝灭。受此启发，作者利用高锰酸钾与过氧化氢（H2O2）之间的氧化还原反应，开发了一种用于灵敏检测H2O2的新型荧光传感器，H2O2检出限...