混合物种生物技术中的复杂相互作用会降低生物传感器的化学检测特异性，限制其在未知进料底物识别等场景中的应用。基因组数据与数据挖掘技术可弥补这一不足。本研究评估了来自不同实验室、使用乙酸、碳水化合物和废水三种进料底物的 69 个微生物燃料电池样本，考察从所得微生物群落识别进料底物的能力。作者训练并比较了六种机器学习算法和四种输入变量，以...
本研究将双金属NiCo基金属有机框架（NiCo-MOF）在700 °C氮气气氛下高温热解，得到由NiCo2O4尖晶石、CoO及金属Co/Ni纳米颗粒嵌入碳纳米管（CNTs）组成的新型复合材料（NiCo2O4/CoO@CNTs）；而在氢气气氛下有机配体几乎完全分解，未形成碳纳米管，产物记为NiCo2O4/CoO。作者探索了该复合材料作...
核酸扩增技术如聚合酶链式反应（PCR）因高特异性和高灵敏度，在细菌或病毒暴发诊断中非常有用，但需要笨重仪器和复杂流程，导致成本高、耗时长，尤其模板量低时；常规核酸扩增高通量化也消耗大量试剂和时间。作者将液滴微流控与环介导等温扩增（LAMP）在优化操作条件下结合，构建一种用于扩增提取 RNA 模板并检测鼠伤寒沙门氏菌（Salmonel...
自基于绿色荧光蛋白（GFP）和Förster共振能量转移（FRET）原理的首个钙指示剂问世以来，已过去二十年。在此期间，研究者提出许多新想法以改进遗传编码FRET生物传感器，使其检测对象从小分子扩展到信号蛋白和理化性质。虽然“遗传编码”FRET生物传感器的优势在多种细胞系建立和若干转基因生物产生后变得明显，但通往这些发展的道路并不一...
本文报道了一种用于同时检测甲胎蛋白（AFP）和糖萼蛋白-3（GPC-3）的电化学免疫传感器，二者是肝细胞癌（HCC）早期诊断的重要生物标志物。作者以磁铁矿（Fe3O4）纳米颗粒为核，通过共沉淀/原位修饰负载第一代氨基功能化聚酰胺胺（PAMAM）树状大分子，形成 G1@Fe3O4 纳米颗粒；随后利用戊二醛交联将抗 AFP 和抗 GPC...
生物传感器是可用于环境监测、食品分析和医疗诊断的有前景生物技术产品。利用纳米技术构建生物分析器件可提高灵敏度、简化器件并实现快速多目标检测。二氧化钛（TiO2）是一种半导体材料，因光催化、光电、生物相容、低毒、稳定和大比表面积等特性，被广泛用于传感器、太阳能电池和水分解等领域。近年来，新型组成与结构的 TiO2 纳米材料推动了生物传...
本研究报道一种用于实时毒性监测的环境生物传感器，利用微生物燃料电池（MFC）对电子供体和受体浓度变化的高敏感性。实验室测试中，该传感器对矿山岩排水总重金属浓度变化表现出快速响应，具有可接受的重复性，决定系数 R2 为 0.95–0.97。传感器响应归因于重金属对电活性微生物活性的干扰。对阳极电活性生物膜进行生物分子分析发现，暴露于重...
作者报道了一种基于巨磁阻抗（GMI）传感器的集成磁性微流控芯片，用于前列腺特异性抗原（PSA）的免疫检测。芯片由免疫反应平台和生物标志物检测系统组成，均采用微机电系统（MEMS）技术制备。免疫反应平台包括孵育室和反应室，用于在微流控环境中完成免疫反应。检测时，PSA 与标记有免疫磁珠（IMB）的抗体结合，并被捕获在自组装金膜表面；捕...
本文报道了一种用于检测心肌梗死生物标志物肌钙蛋白I（Troponin I, TI）的超灵敏一次性电化学发光（ECL）适配体传感器。该传感器以碳丝网印刷电极为基底，依次修饰氮掺杂石墨烯（NG）、适配体修饰的金纳米颗粒（AuNPs-Apt）以及环金属化铱(III)-聚(4-乙烯基吡啶-苯乙烯)纳米颗粒（CIPNPs），以提高识别元件负载...
石墨烯量子点（GQDs）是一类新型荧光碳纳米材料，具有优异的光致发光性能、生物相容性和光电性能，已成为研究热点。铁是人体必需元素，也是血红蛋白的重要组成部分，三价铁离子（Fe3+）的检测对健康与环境安全具有重要意义。本文以柠檬酸（CA）为碳源，通过热解法制备了强蓝光发射的 GQDs。透射电子显微镜（TEM）和荧光光谱表征表明，GQD...
本文报道了一种基于肽-氧化石墨烯（GO）的荧光纳米传感器，用于检测烟草蚀刻病毒（TEV）蛋白酶以及被工程噬菌体感染的大肠杆菌。该传感器以异硫氰酸荧光素（FITC）标记的合成肽（序列：RKRFRENLYFQSCP）为识别探针，GO 通过静电吸附使荧光肽猝灭。当 TEV 蛋白酶存在时，其在谷氨酰胺（Q）与丝氨酸（S）之间特异性切割荧光肽...
生物传感器是能够检测并报告目标分子存在的生物分子。核酸因其结构可塑性强、可与多种配体特异性结合，并在识别后发生结构重排以触发报告事件，而成为设计此类分子的理想材料。典型生物传感器由传感域、报告域以及负责在分子内传递传感事件的通讯模块三部分组成；通讯模块是传感器的关键元件，通常依赖试错法经验性开发，且往往只测试少量组合。本文提出一种结...
本文提出一种名为 Endo IV 辅助反馈放大（EFA）的新型放大策略，用于三磷酸腺苷（ATP）检测。该策略结合滚环扩增（RCA）和 Endo IV 辅助信号放大（ESA）平台，利用两种特殊编程 DNA 复合物：一种由分裂适配体片段和环状模板组成，另一种由含 AP 位点的 AP 探针与同一环状模板组成。ATP 作为目标物诱导分裂适配...
为提升癌症预后标志物早期检测的性价比，本文基于滚环扩增（RCA）与切口内切酶辅助信号放大（NESA），开发了一种简单、灵敏、可携带的 p53 DNA 检测生物传感器，并以个人血糖仪（PGM）作为信号读出装置。首先，将生物素修饰的发夹探针（HP）固定于链霉亲和素修饰磁珠（MBs）表面；目标 p53 DNA 与 HP 环区杂交后触发目标...
DNA修复通路对维持基因组完整性、疾病发生及治疗开发具有重要意义，因此发展DNA修复酶的新型分析方法备受关注。本综述系统总结了基于核酸的荧光方法用于检测DNA修复酶活性，重点讨论分子信标、纳米信标、荧光核苷碱基类似物、DNA构象特异性荧光染料、DNA模板荧光纳米材料、脱氧核酶、DNA适配体以及等温核酸扩增策略。这些方法利用核酸易于合...
本文针对生物传感中捕获探针高效固定问题，提出多种基于光活化的表面功能化策略，用于将巯基化寡核苷酸和蛋白质探针共价固定到不同材料与工作格式。其中一种策略利用环氧表面，在光照下由探针中的巯基引发环氧开环；主要策略为硫醇-烯光偶联，分别考察烯基化与巯基化表面固定巯基或烯基末端探针，并比较单点与多点固定效果。研究还分析炔基化表面以及表面疏水...
本文综述了基于石墨烯纳米材料（石墨烯、氧化石墨烯GO、还原氧化石墨烯rGO）的射频/微波生物传感器在生物材料检测中的研究进展。首先介绍石墨烯及其衍生物的结构、制备方法和优异电学、力学、热学性质，以及其在生物医学中的功能化优势；随后阐述射频/微波生物传感器的基本组成与工作原理，包括生物识别元件、换能器和信号处理，重点说明石墨烯纳米材料...
蛋白磷酸化及其去磷酸化由蛋白激酶和磷酸酶调控，是最常见的翻译后修饰之一，在细胞内信号转导、基因转录、细胞增殖与凋亡等生理过程中发挥关键作用。蛋白激酶活性异常与癌症、阿尔茨海默病、炎症、糖尿病、心血管疾病等多种疾病密切相关，因此准确检测蛋白激酶活性并筛选其抑制剂对生化研究、临床诊断和药物治疗具有重要意义。纳米材料具有大比表面积以及优异...
本文报道了一种简单、便捷且低成本的光纤生物传感器制备方法，利用金膜中的周期性孔阵列进行表面等离子体共振信号转换。孔阵列的形成主要依靠水凝胶微球的自组装、化学镀金以及将穿孔金膜转移到光纤端面，整个过程仅使用化学湿法，无需昂贵仪器或洁净室。该方法通量高，适合批处理商业化。将穿孔金膜转移到光纤端面后，传感器灵敏度未受影响，平均为(420±...
本文开发了一种简便的信号增强型电化学DNA生物传感器，用于基于Exo III辅助自主多循环放大策略超灵敏检测病原菌。该策略依赖病原菌与适配体结合后释放触发DNA，触发DNA与发夹探针1（HAP1）3'端突出末端结合，形成具有平齐3'末端的双链DNA，从而启动Exo III辅助的多信号放大反应。此外，在环区中部标记电活性报告基团的发夹...