DNA Nanotechnology-Enabled Interfacial Engineering for Biosensor Development.
生物传感器是用于医学诊断、环境监测、安全与生物防御的仿生分析工具，但其实际广泛应用仍受灵敏度、特异性、速度和重现性等性能限制。本综述提出并总结利用DNA纳米技术进行界面工程以提升生物传感器性能的策略。文章首先介绍生物传感界面的主要挑战，特别是DNA界面组装中的取向、密度、非特异吸附和探针缠结等问题；随后概述DNA纳米技术进展，重点讨...
Electrochemical Biosensor Using DNA Embedded Phosphorothioate Modified RNA for Mercury Ion Determination.
汞及其化合物广泛存在于自然环境和人为排放中，即使低浓度也对生态和人体健康造成不可逆危害，因此快速、准确的汞检测具有重要意义。本文报道了一种无标记生物传感器，利用 Hg(II) 诱导磷酸硫代（PS）修饰 RNA 发生特异性切割。作者设计了含四个 PS 修饰 RNA 嵌入位点的单链 DNA 探针（Hg-DPR），以提高切割反应产率，并通...
Black phosphorus nanosheets for rapid microRNA detection.
本文首次将液相剥离制备的黑磷纳米片（BPNSs）用作荧光猝灭材料，构建了一种用于快速检测 microRNA（miRNA）的荧光生物传感器。6-羧基荧光素（6-FAM）标记的单链 DNA 探针（pDNA）通过碱基与 BPNSs 表面磷原子间的范德华力吸附，FAM 与 BPNSs 距离接近而发生荧光共振能量转移（FRET），导致荧光猝灭...
Dynamic monitoring of transmembrane potential changes: a study of ion channels using an electrical double layer-gated FET biosensor.
本研究设计、制备并表征了双电层（EDL）门控 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）生物传感器阵列，用于研究细胞跨膜电位变化。该平台可在生理盐浓度下检测并计数结直肠癌循环肿瘤细胞（CTCs），同时研究细胞生物电信号，无需复杂自动化或样品预处理。实验发现，传感器响应可跟随被捕获细胞的跨膜电位变化，因此可作为全细胞传感平台动...
Fundamentals and commercial aspects of nanobiosensors in point-of-care clinical diagnostics.
在众多人类健康问题中，传染病与代谢性疾病长期构成重大挑战，其临床治疗与管理高度依赖及时准确的诊断。传统诊断方法虽然强效，但常存在流程耗时、样本用量大等局限。生物传感器作为新兴检测技术，可为传统诊断提供互补手段，并展现出替代性诊断装置的巨大潜力。本文综述了多种生物传感器的基本类型与工作原理，并结合最新实例加以说明；重点比较了不同传感机...
Highly Sensitive Colorimetric Biosensor for Staphylococcal Enterotoxin B by a Label-Free Aptamer and Gold Nanoparticles.
本研究开发了一种简单、灵敏且选择性高的比色生物传感器，用于检测金黄色葡萄球菌肠毒素B（SEB）。该传感器以SEB结合适配体SEB2作为识别元件，以未修饰的金纳米颗粒（AuNPs）作为比色探针。检测基于SEB存在下适配体构象变化以及盐诱导AuNPs聚集，使溶液颜色由红色变为紫色，可用肉眼或紫外-可见分光光度计监测。结果表明，在给定高盐...
Designing Recognition Molecules and Tailoring Functional Surfaces for In Vivo Monitoring of Small Molecules in the Brain.
植入式电化学生物传感器是研究脑功能与脑活动映射的重要方法，具有10–200 μm空间分辨率、秒级时间分辨率和长期稳定性。通过微电极植入特定脑区并施加电信号，可记录法拉第电流以监测脑细胞外液（ECF）中多种化学物质的浓度变化。然而，脑内活性氧、金属离子、氨基酸和蛋白质等共存并相互作用，使高选择性体内传感器开发困难；体外与体内环境差异也...
Nickel nanoclusters as a novel emitter for molecularly imprinted electrochemiluminescence based sensor toward nanomolar detection of creatinine.
本研究提出将镍纳米团簇（Ni NCs）作为新型且经济的电化学发光（ECL）发射体，结合分子印迹聚合物（MIP）实现肌酐（creatinine）的高灵敏、高选择性检测。在 ITO 电极表面构建均匀的磁性氧化石墨烯（GO-Fe3O4）MIP 膜，并将 Ni NCs 嵌入 MIP 中；以三正丙胺（TPrA）为共反应物时，Ni NCs 可产...
Sensitive and selective Affimer-functionalised interdigitated electrode-based capacitive biosensor for Her4 protein tumour biomarker detection.
本研究开发了一种新型Affimer功能化叉指电极电容生物传感器平台，用于在未稀释血清中检测并定量肿瘤蛋白生物标志物Her4。利用C端含半胱氨酸的抗Her4 Affimer在金叉指微电极表面自组装形成生物识别层，完成传感器制备。采用无氧化还原标记物的电化学阻抗谱（EIS）监测电极电容变化来评价传感器性能。该Affimer传感器在缓冲液...
Cellular Application of Genetically Encoded Sensors and Impeders of AMPK.
阐明5'-AMP激活蛋白激酶（AMPK）信号在细胞内的时空动态，是连接营养感知与下游功能的关键。目前已有三种遗传编码的Förster共振能量转移（FRET）型AMPK生物传感器，可揭示AMPK信号在特定刺激下如何在细胞内传播，并与生化证据共同促进对AMPK信号的整体理解。本方案描述在活细胞中以细胞器特异性方式成像AMPK活性所需的步...
Preparing cuprous oxide nanomaterials by electrochemical method for non-enzymatic glucose biosensor.
本文报道了一种基于两电极电化学体系合成氧化亚铜（Cu2O）纳米结构并用于非酶葡萄糖电化学传感器的研究。以铜箔为阴阳极，羟胺（NH2OH）为还原剂，在 NaNO3 电解液中通过控制 pH 和施加电压制备 Cu2O 纳米颗粒。扫描电镜、X 射线衍射和漫反射光谱表征表明，在 2 V、pH 11 条件下阳极附近生成的 Cu2O 纳米结构分布...
Risk stratification of heart failure from one drop of blood using hand-held biosensor for BNP detection.
持续评估健康与患病个体中的心脏生物标志物，有助于降低心血管疾病死亡率。本研究开发了一种手持式生物传感器系统，用于从单滴全血中快速筛查脑钠肽（BNP）。传感方法基于扩展栅极电双层（EDL）场效应晶体管（FET），可直接检测全血中的 BNP，无需大量样品前处理，从而克服高离子强度溶液中的电荷屏蔽限制。研究制作了简单传感器阵列芯片，并与 ...
Hierarchical CuInS
本研究基于分级 CuInS2 基异质结构，报道了一种新型阴极光电化学（PEC）酶学生物分析方法用于肌氨酸（sarcosine）检测。具体地，制备了 CuInS2/NiO/ITO 异质结构光电阴极，并将肌氨酸氧化酶（SOx）整合到电极表面以构建酶生物传感器。在检测过程中，由于所构建的 O2 敏感光电阴极与 SOx 催化反应均竞争消耗溶...
DNA-hosted copper nanoclusters/graphene oxide based fluorescent biosensor for protein kinase activity detection.
本文报道了一种用于蛋白激酶A（PKA）活性检测的新型荧光生物传感器，该传感器基于双链DNA负载铜纳米簇（dsDNA-CuNCs）和氧化石墨烯（GO）。dsDNA由两条DNA链组成：一条链与另一条互补链杂交以稳定荧光CuNCs，另一条链含有ATP适配体序列。在无ATP时，dsDNA-CuNCs上的ATP适配体通过π-π堆积作用自发吸附...
Conjugated polymer nanoparticles-based fluorescent biosensor for ultrasensitive detection of hydroquinone.
本文描述了一种利用共轭聚合物纳米颗粒（CPNs）检测对苯二酚（hydroquinone, HQ）的简单且灵敏的荧光方法。CPNs同时作为催化剂，加速HQ向苯醌（benzoquinone, BQ）的转化，并作为荧光探针。在HQ存在下，CPNs的荧光可被BQ有效淬灭。基于该机制，HQ浓度越高，生成的BQ越多，CPNs荧光强度越低，从而实...
Highly sensitive surface plasmon resonance biosensor based on a low-index polymer optical fiber.
本文提出一种基于侧抛光低折射率聚合物光纤中表面等离子共振的高灵敏折射率传感器，用于生物传感。得益于光纤纤芯的低折射率，器件对水溶液的理论灵敏度可达约44567 nm/RIU，但上限检测折射率降至约1.340。传感器通过在渐变折射率全氟聚合物光纤的抛光表面镀制55 nm厚金膜制备。实验结果表明，在周围折射率1.335处，传感器灵敏度约...
An optofluidic metasurface for lateral flow-through detection of breast cancer biomarker.
即时检测的快速发展要求生物传感器兼具高灵敏度与小型化。本文报道了一种光流体超表面生物传感器，将绝缘体上硅（SOI）纳米光子学与纳流体技术相结合，实现高性能横向流通检测。该超表面由 SOI 基底上周期性排列的硅纳米柱阵列构成，并功能化特定受体分子。将聚二甲基硅氧烷（PDMS）板直接键合到表面后，形成超紧凑器件，样品溶液仅能在纳米柱之间...
Directed Evolution of Membrane Transport Using Synthetic Selections.
膜转运体的功能与底物特异性研究受限于实验数据不足，且序列-功能关系难以预测。本文利用配体响应型生物传感器系统，将底物摄取与大肠杆菌生长偶联：只有当细胞表达能转运特定配体的转运体时，配体进入细胞并磷酸化为硫胺素焦磷酸（TPP），TPP 结合核糖开关，启动抗生素抗性基因表达，使细胞在抗生素选择培养基中存活。作者将该合成选择系统用于定向进...
Metal Nanoparticles/Porous Silicon Microcavity Enhanced Surface Plasmon Resonance Fluorescence for the Detection of DNA.
本文报道了一种基于多孔硅微腔（PSiMC）与金纳米颗粒（Au NPs）协同增强表面等离子共振（SPR）荧光的 DNA 检测传感器。作者通过电化学刻蚀制备了共振峰波长为 635 nm 的 PSiMC，并采用静电吸附方式将 Au NPs 引入微腔，形成 Au NPs/PSiMC 荧光增强基底。该基底用于固定目标 DNA，并使其与罗丹明红...
Microwave Sensors for Breast Cancer Detection.
乳腺癌是女性癌症死亡的主要原因，早期诊断与合适治疗可显著提高五年生存率。微波乳腺成像被认为最有潜力成为当前 X 线乳腺摄影的替代或补充工具，用于乳腺癌检测。微波乳腺图像质量受微波传感器、传感器阵列、阵列中传感器数量及传感器尺寸影响，传感器阵列和单个传感器在微波乳腺成像系统中起关键作用。近年来，众多微波生物传感器被开发用于生物医学应用...