MicroRNA-based Biosensors for Early Detection of Cancers.
微小RNA(miRNA)是一类长度约19–23个核苷酸的非编码小RNA,在细胞增殖、凋亡、分化和转移等致癌过程中发挥关键调控作用,并在血清、血浆、尿液和唾液中相对稳定,因此被视为多种癌症早期无创诊断的潜在生物标志物。癌症已成为全球主要死因之一,早期诊断对改善治疗预后至关重要。目前,qRT-PCR、ELISA、微阵列和RNA测序等实验...
微小RNA(miRNA)是一类长度约19–23个核苷酸的非编码小RNA,在细胞增殖、凋亡、分化和转移等致癌过程中发挥关键调控作用,并在血清、血浆、尿液和唾液中相对稳定,因此被视为多种癌症早期无创诊断的潜在生物标志物。癌症已成为全球主要死因之一,早期诊断对改善治疗预后至关重要。目前,qRT-PCR、ELISA、微阵列和RNA测序等实验...
在生理状态下,心肌细胞通过增强线粒体Ca2+摄取提高氧化磷酸化以满足代谢需求;在病理状态下,药理学调节线粒体Ca2+摄取或保留可能改善代谢稳态或减轻Ca2+依赖性心律失常。本研究在大鼠心室肌细胞(VMs)中检测山奈酚(kaempferol,MCU激活剂)、CGP-37157(线粒体Na+/Ca2+交换体抑制剂)和Ru360(MCU抑...
多重耐药金黄色葡萄球菌(MRSA)感染需要替代抗菌策略。AGXX®是由银和钌组成的新型广谱抗菌涂层,可电镀于医疗器械表面,此前被认为通过产生活性氧(ROS)杀菌,但其对细菌氧化还原平衡的影响不明。本研究用 RNA-seq 转录组学、氧化还原生物传感器和表型分析,研究 AGXX® 微粒在金黄色葡萄球菌 USA300 中的作用。生长和存...
多模干涉(MMI)波导可用于产生波长依赖的斑点图案,使单个光流片能够同时检测多种分析物,适用于疾病诊断。光流片系统需要在尽可能少荧光标记分子下检测DNA、蛋白质或病毒,并支持多目标同时检测。此类多斑点图案的保真度对高灵敏度和准确目标识别非常重要。为提高环境稳定性,本文在SiO2基波导中引入埋入肋结构。通过实验与仿真,本文探索了基于反...
本研究旨在探索乳腺癌患者对将生物传感器植入原发肿瘤以个性化辅助放疗的理解与可接受性,确定最佳传感器设计与数量,并评估其潜在临床益处,以及患者对耐受性、毒性、留置时间和数据保密性的担忧。研究从癌症中心放疗后门诊招募32名已完成手术(29例保乳手术、3例乳房切除术)、术后放疗和系统治疗的早期乳腺癌患者,通过半结构化访谈收集资料,并对访谈...
本研究开发了一种无酶比色生物传感器,用于灵敏、特异性检测鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium, S. typhimurium)。以姜黄素(CUR)作为信号报告物,利用1,2,4,5-四嗪(Tz)与反式环辛烯(TCO)点击化学实现信号放大。首先将CUR与牛血清白蛋白(BSA)组装成BSA-CUR纳米颗粒,再分别...
本文报道一种手持式即时检测(PoC)生物传感器装置,用于无标记检测多种癌症和心血管疾病生物标志物。该装置由芯片实验室模块、高灵敏电容读出电子电路和数据分析软件组成。芯片模块包含12个互指圆形电容传感器,可预先固定单一或多个特异性抗体,分别对应一种或多种疾病标志物。检测原理基于测量互指电极对之间因抗体/抗原与电极间亲和性电子交换引起介...
本文报道了一种用于快速检测低浓度大肠杆菌O157:H7的微流控MEMS生物传感器的设计、制备与测试。该传感器包含聚焦区和传感区:聚焦区由电镀金斜坡垂直电极对和嵌入微通道内的45°倾斜薄膜指电极对组成,可产生正介电电泳力,将细菌细胞驱向微通道中心;流体拖曳力随后将聚焦后的细胞输送至传感区。传感区嵌入三组互指电极阵列(IDEA),分别具...
本文报道了一种基于紫外光引发巯基–烯偶联(TEC)反应的硅基生物传感器共价生物功能化方案。该方案利用三(2-羧乙基)膦(TCEP)在铰链区还原抗体获得含游离巯基的半抗体(hIgG),并将其共价固定于经乙烯基活化的绝缘体上硅(SOI)纳米光子传感芯片表面。传感芯片包含光子带隙(PBG)结构,其光谱边缘位置对周围介质折射率变化敏感。研究...
本文系统开发了一种第一代安培半乳糖生物传感器,采用干凝胶、聚合物和碳纳米管的层层组装策略,旨在深入理解这些材料的传感器设计机制,并推动更高效的半乳糖血症临床诊断工具开发。研究考察了干凝胶硅烷前驱体、缓冲液pH、酶浓度、干燥时间以及聚氨酯(PU)外层对半乳糖灵敏度的影响,证明干凝胶选择至关重要。由中等长度脂肪族侧链硅烷形成的干凝胶在加...
在脊椎动物发育过程中,细胞外信号调节激酶(ERK)可被成纤维细胞生长因子(FGF)等生长因子激活,并参与眼、脑、体节、肢体和内耳等组织器官的形成。然而,目前缺乏能够在整个脊椎动物胚胎体内实时监测 ERK 活性动态的实验系统。本研究构建了稳定且泛表达 FRET 型 ERK 生物传感器的转基因斑马鱼品系 Tg[ef1α:ERK bios...
汞(Hg)对微生物的生物可利用性是汞在食物网中生物放大的关键步骤,镉(Cd)的转化与生物可利用性则影响其在主要粮食作物中的积累。这些金属的生物可利用性取决于其在溶液中的形态,尤其在厌氧条件下,Hg 可被甲基化为有毒的甲基汞(MeHg),Cd 可在根际持续存在。全细胞微生物生物传感器在金属进入细胞质时产生可量化信号,是评估金属生物可利...
本文针对液体环境中磁弹性(ME)生物传感器的质量响应问题,建立了带目标负载的 ME 生物传感器振动控制方程,并采用数值模拟方法研究目标加载位置和粘性阻尼系数对传感器节点(盲点)及质量灵敏度 Sm 在不同阶共振下的影响。ME 生物传感器通常由铁磁合金条带和表面固定的生物探针构成,其检测原理是目标与探针特异性结合后产生质量负载,在交变磁...
本文提出一种新型聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-酪氨酸酶/声凝胶碳电极(PEDOT-Tyr/SNGC)生物传感器,用于啤酒和葡萄酒中多酚指数及抗氧化能力评估。该传感器采用正弦电流(SC)电沉积新方法固定酶,形成纳米结构表面,并通过循环伏安法和电化学阻抗谱进行电化学表征。以咖啡酸为参考多酚,传感器灵敏度、检出限和线性拟合相关系数分别为2....
本文报道了一种基于细胞色素c(Cyt c)、电化学还原氧化石墨烯(ERGO)和金纳米颗粒(AuNPs)在玻碳电极(GCE)上构建的电化学生物传感器。该电极记为GCE/ERGO-Nafion/AuNPs/Cyt c/Nafion。首先将氧化石墨烯(GO)与Nafion混合液滴涂于GCE表面,经循环伏安电化学还原得到ERGO-Nafion修饰层...
有机电化学晶体管(OECT)是一类基于有机半导体的多功能器件,因成本低、灵敏度高且易于系统集成,被广泛用于生物传感和生物电子领域。PEDOT:PSS 是 OECT 的基准有机半导体材料,其电学性能强烈依赖于薄膜形貌与结构。已有研究表明,薄膜加工会诱导 PEDOT:PSS 发生形貌结构变化,包括面内相分离以及相邻 PEDOT 富集域之...
肺癌是我国男性发病率最高且致死率最高的恶性肿瘤,目前唯一推荐的筛查方法是低剂量计算机断层扫描(LDCT),但其在降低总体死亡率方面未显示统计学显著获益,且存在过度诊断、费用高、辐射暴露、假阳性及延误治疗等问题。因此,寻找可在早期识别恶性肿瘤的微创生物标志物具有重要意义。循环核酸,尤其是循环细胞游离微小RNA(ccf-miRNAs),...
本文报道一种双发射比率荧光适配体传感器,用于腺苷的高特异性检测。腺苷结合适配体(ABA)被拆分为 ABA1 和 ABA2 两段。ABA1 共价连接蓝光碳点(CDs,激发/发射最大值为 365/440 nm)作为响应荧光探针,记为 ABA1-CDs;ABA2 连接红色二氧化硅包覆 CdTe 量子点(QDs@SiO2,激发/发射最大值为...
将自供电生物传感器(SPB)拓展至药物递送领域具有重要意义。本文成功将稳健的葡萄糖/O2燃料电池生物传感器与靶向药物递送系统整合,构建了具有自诊断和自评价功能的自维持、高紧凑药物递送模型(DDM-SDSE)。该葡萄糖/O2燃料电池生物传感器首先通过检测癌症生物标志物发挥诊断功能;固定在燃料电池阳极上的药物递送系统可在诊断过程中释放,...
G蛋白偶联受体(GPCR)药物发现正处于关键节点。传统筛选多依赖人胚肾293(HEK293)等异源细胞模型,但这类模型难以充分反映目标细胞、组织和整体动物中的生理与病理背景。当前研究正逐步转向更具相关性的细胞、组织切片和整体动物平台,并发展可在单细胞水平解析信号事件的分析方法。光学生物传感器能够实时追踪受体激活、G蛋白偶联、β-ar...