为保障无微生物污染的食品供应，快速检测微生物污染至关重要。过去二十年提出了多种生物传感器设计，涵盖不同结合配体、信号放大和检测机制；有些是基于复杂纳米颗粒化学和配体固定的自包含试纸条，有些是基于 ELISA 96 孔板的多步荧光检测，许多还使用昂贵抗体或 DNA 配体。但这些设计对多数用户并不实用，因为它们没有首先满足生物传感器基本...
本文报道了2018年IEEE Pulse on Stage论坛，围绕“人工智能能否真正改变医疗”展开讨论。文章指出，医疗领域正进入全球人工智能融合阶段，临床决策支持系统、可解释预测模型和医疗大数据处理成为关键议题。论坛强调，模型可解释性有助于发现模型与数据中的问题，但往往以牺牲准确性为代价，因此需要在解释性与准确性之间取得平衡。同时...
本文提出一种基于距离控制能量转移和三维DNA行走机器网络的电化学发光生物传感器，用于超灵敏、可控地检测不同类型靶标。该传感器以AuNPs@Fe3O4为纳米载体，负载CdS:Mn量子点修饰的发夹DNA S1、抗体标记DNA W1和DNA连接链H1/H2，形成三维DNA行走机器；通过两条DNA连接链杂交构建网络，提高装载量与质量传输。初...
本文报道了一种由末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）启动的片上信号放大方案，用于蛋白的高灵敏荧光检测。研究设计两种凝血酶结合适配体，通过形成三明治结构提高特异性。首先将氨基修饰适配体 TBA29 固定于硅芯片表面；捕获凝血酶后，第二种适配体 TBA15 结合到凝血酶的第二个结合位点，使 TBA15 的 3'端暴露于芯片表面。随后，在 Td...
目的：癌症早期诊断可延长生存并减轻症状。为此，作者设计了一种由金属有机框架（MOF）、金纳米颗粒（AuNP）和氧化石墨烯（GO）组成的“三合一”纳米杂化物 MOF@AuNP@GO，作为协同纳米淬灭剂，用于开发一种新型荧光生物传感器，以快速、灵敏地检测癌症相关生物标志物。方法：采用 FAM 标记单链 DNA（ssDNA）评价 MOF@...
本文报道了一种在硅微芯片上集成的玻璃纳米孔阵列生物传感器，采用低分辨光刻和标准半导体工艺批量制备。每个纳米孔可针对不同靶标进行功能化，利用电荷依赖的离子电流整流实现癌症标志物蛋白的无标记、多路复用、实时电学检测。作为纳流体二极管生物传感器，其在检测缓冲液中的检出限可达阿托摩尔级，在未稀释、未处理的人血清中可达飞摩尔级，是该类纳米传感...
本研究利用生物聚合物界面层和电位型器件构建高灵敏儿茶酚胺（CA）传感器。将3-氨基苯硼酸（3-NH2-PBA）与L-多巴（LD）侧链羧基反应，所得PBA修饰LD单体与LD在Au电极上共聚，形成约3.5 nm厚的poly(PBA−LD/LD)薄膜。将该Au电极连接到场效应晶体管（FET）后，PBA与CA邻二醇双酯结合引起的界面电荷变化...
前列腺癌是男性中最常见的癌症之一，前列腺特异性抗原（PSA）虽常用于筛查，但在炎症、感染、创伤和良性前列腺增生等非癌状态中也可升高，导致假阳性。α-甲基酰基辅酶A消旋酶（AMACR）是前列腺癌细胞中高表达的代谢酶，被认为是更具特异性的候选标志物。因此，需要一种能够简单、低成本、高灵敏且高选择性地检测 PSA、AMACR 或两者同时存...
深入理解单链DNA（ssDNA）在固体表面吸附的实时动力学，对DNA杂交研究、DNA提取纯化、DNA生物传感及基因药物发现等领域至关重要。本文利用消逝波全光纤光学生物传感平台（EWAB），系统研究了不同条件下ssDNA在功能化二氧化硅表面的实时吸附性质。结果表明，DNA吸附的驱动力和机制与二氧化硅表面官能团类型密切相关。羟基和蛋白修...
生物分子相互作用通常通过群体测量进行分析，并假定其以单一结合方式进行；然而，这类相互作用可能通过多种结合模式发生。本研究以DNA杂交作为生物分子相互作用的多动态模型，分别采用全内反射荧光显微镜（TIRFM）进行单分子观察，以及石英晶体微天平（QCM）生物传感器进行群体测量，对DNA杂交动力学进行分析。作者观察了8 bp和12 bp随...
基质金属蛋白酶（MMPs）是肿瘤进展中的关键介质，MMP2作为明胶酶参与细胞外基质重塑和癌症转移，其异常高表达常提示不良预后。本研究构建了一种可感知MMP2表达的近红外激活荧光共振能量转移（FRET）纳米复合材料UCNP@p-QD。该材料由上转换纳米颗粒（UCNP，NaYF4:Tm/Yb@NaYF4:Nd/Yb）、MMP2敏感肽和C...
功能化纳米颗粒可进入活细胞和囊泡，在靶向药物递送和生物医学成像中具有广泛应用，但其与活细胞相互作用的实时动力学仍不清楚。本研究采用基于共振波导光栅的高通量无标记光学生物传感器，原位监测带正电碱性硫醇功能化金纳米颗粒进入贴壁癌细胞的摄取过程。通过记录细胞覆盖传感器表面暴露于纳米颗粒后的动力学曲线，并与裸传感器表面纳米颗粒吸附动力学比较...
本文报道了一种可规模化、均匀且灵敏的自上而下制备氧化铟（In2O3）纳米带生物传感器芯片，采用两道光刻掩模集成片上栅电极。片上栅电极用于在生物分子检测中调控器件工作点，替代传统外部 Ag/AgCl 参比电极，具有水溶液门控性能优良、传感过程稳定、结构紧凑、便携性高等优点。为展示生物分子检测能力，作者将该平台与电子酶联免疫吸附测定（e...
针对2型糖尿病和肥胖，GPR119因主要表达于胰腺和胃肠道并可能参与葡萄糖稳态而成为药物发现靶点。已有多个先导化合物系列，但药效终点不清，部分系列出现疗效下降和明显毒性。为此，本研究开发并优化了一种高通量筛选策略，用于鉴定人源GPR119的新型强效正向调节剂。该策略采用活细胞检测格式，利用环核苷酸门控通道（CNG）作为细胞内cAMP...
外泌体是细胞释放的小型细胞外囊泡，参与细胞间通讯，并在癌症发生、转移和耐药中发挥重要作用。外泌体蛋白已被证明是癌症筛查、诊断和监测的有前景生物标志物。表面等离子共振（SPR）是一种高灵敏、无标记、实时的光学检测方法。商用棱镜式波长/角度调制 SPR 传感器灵敏度和分辨率高，但体积大、成本高，限制临床应用。近期发展的纳米等离子体外泌体...
自身免疫病以血清中出现针对自身表位的自身抗体为特征，系统性红斑狼疮（SLE）常伴随抗核抗体，其中抗双链DNA抗体（α-dsDNA）是诊断和疾病监测的重要指标。传统间接免疫荧光（IFI）和酶联免疫吸附测定（ELISA）耗时长、依赖专业人员和集中实验室，不适合去中心化检测。本文报道一种夹心格式电化学生物传感器方法，用于快速、简便地测定α...
结核分枝杆菌（MTB）分泌的6 kDa早期分泌抗原靶标ESAT-6是一种毒力因子，对结核病的早期诊断具有重要意义。本文报道了一种用于超灵敏检测ESAT-6的电化学适配体传感器。将掺杂金属有机框架（MOF）的还原氧化石墨烯（MOF-rGO）修饰在玻碳电极（GCE）表面，可增强电活性物质甲苯胺蓝（TB）的负载量，并促进TB与修饰电极之间...
了解微流控细胞培养系统中溶解氧的可用性，对重建生理相关微环境并提供可靠、可重复的测量条件至关重要。体内不同组织细胞经历不同氧张力，体外可通过专用培养仪器调控外部氧浓度。虽然现代培养箱可方便调整培养条件，但要在微流控芯片内控制生理相关微环境，必须集成氧传感器。尽管已有多种方法监测单层细胞存在下的氧水平，微流控三维细胞培养的氧需求以及二...
人乳低聚糖（HMOs）是重要的益生元复杂碳水化合物，对新生儿肠道微生物群具有多种益处。然而，其生物合成优化受限于单糖组成和糖苷键分析通量较低。为实现 HMO 结构的高通量筛选，作者构建了基于大肠杆菌的全细胞生物传感器，通过异源表达具有高度糖苷键特异性的糖苷酶，将目标 HMO 水解并释放乳糖核心，进而激活 lac 操纵子并驱动绿色荧光...
经典猪瘟（CSF）是由经典猪瘟病毒（CSFV）引起的一种严重猪传染病，给全球养猪业造成重大经济损失。传统CSFV检测方法常依赖聚合酶链式反应（PCR）对目标核酸进行扩增，存在操作复杂、耗时及假阳性/假阴性等问题。本研究设计了一种金纳米荧光探针（nanoflare）用于直接检测CSFV。金纳米颗粒（AuNPs）与一对互补DNA序列偶联...