本研究合成碳点（CDs）和四氧化三铁包覆金纳米颗粒（Fe3O4@Au），用于构建一种检测DNA靶标的生物传感器。作者首先考察了CDs在Fe3O4@Au存在下的光致发光性质，并针对人T淋巴细胞病毒1型（HTLV-1）基因组中一段独特长序列设计了两条特异性探针。其中一条探针通过共价键连接到CDs表面。在无靶标时，CDs-探针复合物可通过...
细胞疾病的可靠早期诊断方法亟需改进。适配体等生物选择性探针可作为识别层用于重要生物分子检测。肺癌是当前癌症死亡的主要原因之一。本研究基于氨基终止适配体修饰的金电极构建电学传感平台，用于对人肺癌细胞系 A549 进行特异性、无标记检测。该微器件包含玻璃基底上的共面电极结构和简单微流控通道，采用标准光刻与铸模工艺制备，并提出在金表面自组...
人类火星任务可被视为人类技术成就的顶峰，但实现该目标需克服多项障碍，其中之一是开发易于操作且紧凑的传感器，以在任务期间保障航天员健康。近年来，多种智能手机基传感装置（SBD）被用于在偏远环境中即时、灵敏地检测化学物质、蛋白质或病原体。本文通过系统关键词检索，对现有SBD进行全面综述，并评估其“搭载”用于太空原位分析的潜力；将相关SB...
光学石墨烯生物传感器用于核酸检测时，关键挑战在于合理选择石墨烯化学结构、纳米材料分散状态、离子强度以及分子相互作用机制。本研究比较了荧光素标记单链DNA探针（FAM-DNA）与互补单链靶标DNA（cDNA）在三种石墨烯材料上的相互作用，以筛选最适合核酸检测的平台。石墨烯氧化物（GO）、羧基石墨烯氧化物（GO-COOH）和聚乙二醇氨基...
细胞内病原体如大棘杜氏利什曼原虫（Leishmania major）的毒力依赖于其在吞噬细胞内复制、释放并进入新宿主细胞的循环。然而，在活体感染中，高效增殖的细胞生态位及其向新宿主细胞扩散的过程尚未明确。本研究利用一种用于测量活体组织中病原体增殖的生物传感器，发现表达 CD11c 的 Ly6C+CCR2+ 单核细胞来源吞噬细胞是持续...
可逆光切换荧光蛋白（RSFPs）是一类可通过不同波长光反复调控荧光开关的基因编码光学器件，近年来在纳米成像等领域应用广泛。本文在已报道的 GMars-Q 和 GMars-T 基础上，系统开发并表征了 GMars 家族中其他可逆光切换荧光蛋白变体，重点筛选具有特定光物理性质的特色变体。作者采用体外蛋白纯化、吸收/激发/发射光谱测量以及...
本文报道了一种均相、无酶、等温荧光生物传感器，用于核酸的高灵敏检测。该体系将熵驱动催化（EDC）策略与催化发夹组装（CHA）反应相结合，实现双信号输出放大。目标DNA（T-DNA）通过toehold域与预组装三链双链（TD）杂交，置换输出链（OS）并启动EDC过程；OS一方面打开荧光报告I（FR I），另一方面暴露toehold域与...
本研究利用直接和反转纳米压印光刻制备了二维、准三维和三维等离子体光子晶体（PPC）纳米结构，并引入点缺陷腔。由于局域表面等离子体共振（LSPR）与法布里-珀罗腔模的混合耦合，准三维等离子体纳米孔表现出比二维纳米孔更高的电磁场强度和灵敏度；其灵敏度为483 nm/RIU，而二维为276 nm/RIU。通过对准三维纳米孔进行对称性破缺，...
在含有多种共存分子的溶液中实现特定分子的选择性高灵敏检测，对生物医学诊断和环境污染物检测具有重要意义。本文报道了一种纳米流体生物传感器，利用表面修饰的二氧化硅纳米颗粒作为粘合层，将图案化模型细胞膜与聚二甲基硅氧烷（PDMS）弹性体片结合，从而在流体脂质双分子层与 PDMS 之间形成厚度可控的纳米间隙连接。由于二氧化硅纳米颗粒尺寸均一...
氧化酶模拟纳米酶因无需过氧化氢而具有吸引力，但相关实例较少，尤其能够催化荧光底物氧化的纳米酶更为罕见。本文报道氧化镍（NiO）纳米颗粒在生理pH下可作为氧化酶模拟纳米酶，催化荧光底物Amplex red (AR)氧化为红色荧光产物resorufin。NiO的催化活性显著高于常用氧化酶模拟纳米酶CeO2，且活性来源于NiO纳米颗粒本身...
本文合成了一系列此前未见报道的含可裂解酸敏感侧链共聚物，用作电化学传感层，以构建一种一步免疫传感器。与大多数需要复杂二次标记或添加氧化还原探针才能实现抗原捕获信号放大的方法不同，该体系通过非法拉第阻抗响应实现无标记检测。作者合成并表征了由三苯甲基、单甲氧基三苯甲基和二甲氧基三苯甲基等单体组成的共聚物，并测定其介电性能。结果表明，这些...
环境和遗传风险因素共同促进帕金森病（PD）发生及中脑多巴胺（mDA）神经元丢失。作者结合人多能干细胞（hPSC）技术与 HSP90 伴侣组网络化学传感器，建立用于识别 PD 早期致病事件的方法。PD 相关遗传突变或毒性刺激可改变神经元蛋白组，使 HSP90 从动态复合物转入稳定伴侣组网络，并改变应激特异性网络组成；化学探针 PU-H...
本研究报道了一种用于敏感检测婴儿利什曼原虫（Leishmania infantum）基因组的电化学生物传感器。该传感器以电化学沉积制备的非球形金纳米颗粒（ns-AuNPs）修饰金电极作为高比表面积换能器，将 L. infantum 特异性硫醇化捕获单链 DNA（p-ssDNA）固定于电极表面，并采用甲苯胺蓝（TB）作为杂交氧化还原指...
临床诊断苯丙酮尿症（PKU）需同时定量苯丙氨酸（Phe）和酪氨酸（Tyr），但现有酶法、串联质谱和高效液相色谱方法前处理繁琐、设备昂贵且难以同时检测。本研究基于大肠杆菌 TyrR 转录调控系统开发全细胞荧光生物传感器，利用 Phe 激活 tyrP 启动子驱动 GFP 表达，Tyr 抑制 aroF 启动子驱动 RFP 表达，实现双信号...
得益于先进半导体微加工技术以及片上实验室组件的芯片级集成与微型化，硅基光学生物传感器在即时诊断方面取得显著进展。本综述概述了倏逝场生物传感技术的最新进展，包括基于干涉仪、微腔、光子晶体和布拉格光栅波导的传感器。文章展示并比较了这些传感器的传感机制与性能，以及用于无标记检测的真实生物标志物。还综述了片上实验室光子传感平台的芯片级集成发...
T 细胞对肿瘤相关抗原的功能性亲和力筛选与分析对癌症个性化免疫治疗至关重要。T 细胞受体（TCR）与肿瘤或抗原呈递细胞表面表达的肽-主要组织相容性复合体（pMHC）的结合亲和力和动力学，与 T 细胞激活及效应功能密切相关。本文提出一种基于多参数表面等离子共振（MP-SPR）生物传感器的无标记二维 TCR-pMHC 亲和力分析方法，并...
短链和中等链脂肪酸（SMCFA）是重要平台化学品，目前多由不可持续资源生产。工程微生物细胞生产 SMCFA 缺乏高通量筛选最佳生产细胞的方法。本文报道了一种用于快速简便检测 SMCFA 的全细胞生物传感器。该传感器基于含 SMCFA 响应 PDR12 启动子并耦合 GFP 报告基因的多拷贝酵母质粒。传感器对己酸、庚酸和辛酸的线性检测...
本特刊聚焦生物传感器领域的突破性进展以及生物医学信号处理的最新研究，重点讨论基于生物电信号的辅助机器人创新方案。文章指出，近年来利用生物电信息增强传统运动障碍辅助手段的发展迅速，其核心在于生物传感器技术的进步以及通过更自然、有效的方式解决可及性限制。控制输出可直接从用户的生物信息中解码，来自皮层或肌肉活动的生物医学信号可用于与外骨骼...
肠道血供不足可致急性肠系膜缺血（AMI），死亡率高达60%–90%，主要因诊断延迟且缺乏高效早期检测手段。本文首次报道一种快速、无创的电化学生物传感器装置，基于非法拉第阻抗谱检测尿液中的肠道脂肪酸结合蛋白（I-FABP），用于AMI床旁诊断。该传感器采用光刻法在二氧化硅基底上制备金叉指电极（Au IDEs），电极表面功能化I-FAB...
本文报道了一种低成本、易操作的通用生物传感器平台，可高灵敏、高选择性地检测多种分析物。作者将特异性适配体序列整合到引物-模板一体化DNA模板中，并利用单层氧化石墨烯（GO）作为可逆、非特异性抑制剂。无目标物时，DNA模板通过π-π堆积被GO约束，信号较低；存在目标物时，目标-适配体相互作用诱导适配体构象变化，使DNA-目标复合物从G...