Graphene-Based Nanomaterials and Their Applications in Biosensors.
本文综述了石墨烯基纳米材料及其在生物传感器中的应用。首先介绍石墨烯的单原子层结构、高电子迁移率、高导电性、高导热性、高光学透过率等特性，并比较机械剥离、化学气相沉积和化学氧化还原等制备路线，以及紫外可见、拉曼、XPS、AFM 和 TEM 等表征方法。随后讨论石墨烯功能化策略，包括共价和非共价修饰，如磺酰氯、重氮盐和胺类取代反应。文章...
Cold Plasma as an Innovative Construction Method of Voltammetric Biosensor Based on Laccase.
本文报道了一种利用软等离子体聚合（SPP）快速构建漆酶电化学生物传感器的新方法。在大气压下，通过针-平面冠状放电喷枪将漆酶前驱体雾化并引入低能量等离子体区，使漆酶在玻璃碳电极（GCE）表面发生聚合/交联并固定，形成生物识别层。该方法无需传统多步湿法中的有机交联剂和复杂修饰步骤，可将传感器制备时间从数小时缩短至分钟级。作者优化了漆酶沉...
Liquid Crystals: A Novel Approach for Cancer Detection and Treatment.
液晶是介于固态与液态之间的第四种物质状态，早期应用主要限于电子显示器件，但近年研究表明其在生物学与医学中具有多种潜在用途。本文综述液晶在癌症诊断、预后评估及风险判断中的生物学影响，并总结液晶在多种细胞模型中用于癌症生物标志物检测与治疗的最新进展。文中案例表明，基于多学科技术并巧妙利用液晶各向异性与双折射特性的癌症诊断方法，可能成为常...
Metal oxide modified ZnO nanomaterials for biosensor applications.
随着生物传感纳米技术的发展，纳米杂化材料作为一类新型功能材料，具有较高选择性和灵敏度，能够将纳米尺度化学/生物相互作用与生物医学器件相集成。氧化锌（ZnO）与金属氧化物纳米结构结合的独特性质，已被证明可用于构建准确、实时、高通量的传感器器件，为疾病诊断、疾病管理和治疗开辟新途径。本综述系统总结了金属氧化物修饰的ZnO纳米结构杂化材料...
Amperometric Biosensor of Matrix Metalloproteinase-7 Enhanced by Pd-Functionalized Carbon Nanocomposites.
基质金属蛋白酶-7（MMP-7）可降解细胞外基质并在多种生物分子激活过程中切割丙氨酸与亮氨酸之间的肽键，在肿瘤进展和转移中起关键作用。本研究设计钯功能化碳纳米复合材料（Pd-CNCs）作为新型阻抗增强剂，用于构建 MMP-7 的安培生物传感器。增强剂中的钯纳米颗粒可催化 4-氯-1-萘酚（4-CN）与过氧化氢（H2O2）发生氧化反应...
A Rapid Method for the Detection of Sarcosine Using SPIONs/Au/CS/SOX/NPs for Prostate Cancer Sensing.
肌酸（sarcosine）是甘氨酸甲基化形成的氨基酸，在血浆和尿液中浓度升高可见于肌酸血症及前列腺癌等疾病。本研究制备了不同表面修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPIONs），并用壳聚糖（CS）和肌酸氧化酶（SOX）进行修饰，未修饰粒子作为对照。动态光散射测得SPIONs/Au/NPs、SPIONs/Au/CS/NPs和SPIONs/...
An Initial Investigation of Unmanned Aircraft Systems (UAS) and Real-Time Organ Status Measurement for Transporting Human Organs.
器官运输方式在器官移植诞生60年来尚未发生实质性创新。若器官可由无人机运输，而非依赖时机不佳的商用航班或昂贵的包机，救命器官就能更快完成移植。本研究使用改装的六旋翼无人机（UAS）模拟与器官运输相关的情境。为实时监测器官状态，作者开发了无线生物传感器与器官全球定位系统相结合的技术。共完成14次无人机器官运输任务。飞行过程中温度保持稳...
Live E. coli bacteria label-free sensing using a microcavity in-line Mach-Zehnder interferometer.
本文报道了迄今首个基于光纤内微腔马赫-曾德尔干涉仪（µIMZI）的选择性无标记生物传感研究。传感结构通过飞秒激光微加工在单模光纤中制备，形成直径约50 µm的微腔。与以往仅研究微腔内折射率变化的工作不同，本研究通过化学表面修饰赋予传感器检测特异性。作者将MS2噬菌体固定化在功能化表面作为识别元件，使其特异性靶向活大肠杆菌C3000菌...
EGFET-Based Sensors for Bioanalytical Applications: A Review.
自20世纪70年代以来，半导体生物传感器因高灵敏度、快速响应、微型化、低成本制造和可重复使用等优势受到广泛关注，并在医学、食品、环境监测和军事等领域具有重要应用。本文综述了扩展栅场效应晶体管（EGFET）生物传感器与化学传感器在生物分析应用中的研究进展。EGFET源自离子敏场效应晶体管（ISFET）技术，其栅区保持标准MOSFET结...
Detection of Alpha-Fetoprotein in Hepatocellular Carcinoma Patient Plasma with Graphene Field-Effect Transistor.
甲胎蛋白（AFP）在血浆中的检测对肝细胞癌（HCC）诊断具有重要意义。本研究开发了一种基于石墨烯场效应晶体管（G-FET）的生物传感器，用于检测HCC患者血浆及磷酸盐缓冲液（PBS）中的AFP。该G-FET采用1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（PBASE）对石墨烯沟道进行非共价功能化，并通过N-羟基琥珀酰亚胺酯与抗体氨基反应固定抗AF...
A Regenerative Immunoaffinity Layer Based on the Outer Membrane of Z-Domains Autodisplaying
通过控制抗体取向，自展示 Z-domains 的大肠杆菌外膜（OM）可用于提高免疫分析与免疫传感器的灵敏度和检出限（LOD）。本研究开发了一种基于自展示 Z-domains 大肠杆菌 OM 的可再生免疫亲和层，并将其应用于表面等离子共振（SPR）生物传感器。通过改变 pH 和去污剂浓度优化再生条件，以 0.1 M 甘氨酸缓冲液（pH...
Measuring Bone Biomarker Alkaline Phosphatase with Wafer-Scale Nanowell Array Electrodes.
本文报道了一种基于晶圆级纳米孔阵列（NWA）的高灵敏电化学生物传感器，用于检测血清骨形成标志物碱性磷酸酶（ALP）。该传感器电极面积为2×1 mm2，表面均匀分布超过一千万个直径400 nm的纳米孔。抗ALP抗体通过自组装单分子层和Protein G定向固定于NWA表面，以增强识别密度并降低非特异性结合。采用电化学阻抗谱（EIS）在...
A Cell/Cilia Cycle Biosensor for Single-Cell Kinetics Reveals Persistence of Cilia after G1/S Transition Is a General Property in Cells and Mice.
纤毛与细胞周期通过共享的中心粒/基体机制紧密偶联。中心粒在纤毛基体中成核纤毛轴丝，并在中心体处隔离周中心粒基质以组织有丝分裂纺锤体；纤毛可响应生长信号，触发纤毛回缩和细胞周期再进入。本文报道一种荧光纤毛/细胞周期生物传感器，可在细胞和诱导型小鼠中同时标记细胞周期阶段与纤毛组装/解聚动力学，实现活体成像。该三顺反子报告系统包含 ARL...
Temperature-Robust DNAzyme Biosensors Confirming Ultralow Background Detection.
催化性核酸如DNAzyme已被广泛用于构建生物传感器，尤其用于金属离子分析，但传统DNAzyme荧光传感器常存在背景波动且相对较高。本文提出一种温度鲁棒的DNAzyme生物传感器，在不同温度下实现超低背景，从而高灵敏、稳健地检测金属离子。该传感器不直接标记底物输出荧光，而是采用顺序检测过程，利用一对邻近荧光探针确认极低背景，不受切割...
Bioinspired DNA-Inorganic Hybrid Nanoflowers Combined with a Personal Glucose Meter for Onsite Detection of miRNA.
受生物矿化过程启发，本文制备了 DNA-Cu3(PO4)2 杂化纳米花（HNFs）。该类材料具有结构规整、稳定性高、比表面积大和 DNA 包埋能力强等特点。作者以 DNA-Cu3(PO4)2 HNFs 作为捕获元件，构建了基于棉线的简易 miRNA 检测平台，并利用个人血糖仪（PGM）实现信号读出。该平台可定量检测 miRNA-21...
A Novel Microfluidic Point-of-Care Biosensor System on Printed Circuit Board for Cytokine Detection.
本文报道了一种新型全集成微流控安培酶联免疫吸附测定（ELISA）原型系统，用于点-of-care（PoC）细胞因子检测。该系统以商业干扰素γ释放试验（IGRA）为模型抗体结合体系，将微流控检测化学集成在印刷电路板（PCB）检测细胞内的镀金（Au）电极表面。检测细胞与电化学报告细胞通过微流控结构连接，包含 Au 工作电极、Au 对电极...
A simple lateral flow biosensor for rapid detection of lead(ii) ions based on G-quadruplex structure-switching.
铅(II)离子（Pb2+）是一种难降解且高毒性的环境污染物，微量暴露即可损害肝、肾和中枢神经系统。美国环保署将饮用水中 Pb2+ 最大污染浓度定为 72 nM。传统光谱和质谱方法灵敏度高，但需要复杂前处理、专业人员和昂贵仪器，不适合现场检测。本文首次建立一种基于 Pb2+ 诱导 G-四链体结构转换的侧流层析生物传感器，用于快速检测 ...
A dual signal amplification-assisted DNAzyme biosensor for ultrasensitive detection of Argonaute 2 activity.
本文报道了一种用于检测 Argonaute 2（Ago2）活性的新型 DNAzyme 生物传感器。该传感器以目标 Ago2 启动的滚环扩增（RCA）与 8-17 DNAzyme 介导的双重信号放大策略为基础。底物 RNA（sRNA）5'端含引物序列、3'端含阻断序列；Ago2 与引导 RNA（gRNA）形成活性 RISC 后切割 s...
Watching an Engineered Calcium Biosensor Glow: Altered Reaction Pathways before Emission.
生物传感器已成为生命科学中不可或缺的工具。其中，基于荧光蛋白的生物传感器具有优异的生物相容性和可调发射性质，但其开发大多依赖试错。为支持理性设计，我们采用可调飞秒受激拉曼光谱（FSRS），并结合瞬态吸收和量子计算，阐明基于 GFP-钙调蛋白复合物的比率型 Ca2+ 生物传感器 GEM-GECO1 的单点 Pro377Arg 突变体的...
A Rapid, Sensitive, and Portable Biosensor Assay for the Detection of Botulinum Neurotoxin Serotype A in Complex Food Matrices.
肉毒神经毒素（BoNT）中毒可导致肉毒中毒，表现为弛缓性肌肉麻痹，可致呼吸衰竭和死亡。由于 BoNT 高毒性带来显著发病率和死亡率，开发高灵敏、快速、可现场部署的检测方法对保护国家食品供应免受意外或故意污染至关重要。本文报道基于 B 细胞的生物传感器检测系统 CANARY®（Cellular Analysis and Notific...