本文提出一种通过器件结构微调实现信号放大的电学生物传感器方案，以克服现有微型化电学生物传感器在制备复杂性和成本方面的限制。作者构建了耦合背栅的场效应晶体管（FET）生物传感器，将背栅作为预放大器，以提高对低丰度目标的检测灵敏度。器件采用绝缘体上硅（SOI）晶圆，顶层硅厚约70 nm，埋氧层（BOX）厚约145 nm。通过溶胶-凝胶法...
闭环给药可通过持续监测生物标志物水平实现药物治疗的自主控制。数十年来，研究者致力于开发可治疗糖尿病等慢性病门诊患者的便携式闭环系统。近年来，首批系统已走出实验室并进入商业应用，这反映了长期稳定植入式生物传感器在体内准确测量生物标志物水平方面的进展。本文综述植入式生物传感器在闭环给药中的应用，旨在为相关工程与研究人员提供资源。文章概述...
microRNA（miRNA）表达的准确定量分析对疾病诊断和治疗具有重要意义。本文提出一种基于核酸酶辅助催化发夹组装（CHA）信号放大的比色辣根过氧化物酶模拟DNAzyme（HRP-DNAzyme）生物传感器概念验证，用于miRNA检测。双链特异性核酸酶（DSN）通过嵌合探针（CP）与靶miRNA杂交，选择性切割磁珠（MB）表面的单...
基于RNA的荧光生物传感器（RBF）通过将天然核糖开关的配体识别域与体外筛选的荧光适配体融合，用于在体外和活细胞中检测多种代谢物。已有设计采用不同拓扑结构以适应核糖开关结构多样性。本文以SAM-I核糖开关为模型，证明对核糖开关配体识别域进行环状置换（circular permutation）后，仍可构建具有功能的RNA荧光生物传感器...
人拓扑异构酶1B（hTop1）是一种普遍存在且必需的酶，通过松弛超螺旋DNA的拓扑状态支持DNA复制、转录等基本代谢过程。其催化循环包括DNA切割与再连接两个步骤。本研究开发了一种基于连接三个荧光团的自杀DNA底物的三元荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，用于同时监测hTop1的切割和再连接催化功能。荧光团标记不改变酶对DNA底...
本研究利用超声乳化技术制备了包埋荧光葡萄糖生物传感分子的透明质酸（HA）水凝胶微球。作者合成了基于 Eu3+ 的新型镧系离子发光配合物，并将其标记到氨基葡聚糖上形成 Eu-dextran；同时将刀豆蛋白 A（ConA）标记 Alexa Fluor 647 形成 Alexa Fluor 647-ConA。两种生物分子按质量比 40:1...
本文设计了一种人工底物肽，用于合成肽-血红素/G四联体（peptide-DNAzyme）偶联物。该偶联物不仅可增强血红素/G四联体的过氧化物酶样催化活性，其中的肽段还可被前列腺特异性抗原（PSA）诱导并切割。这是首次将肽-DNAzyme偶联物应用于肽生物传感器。作者将聚乙烯亚胺还原氧化石墨烯@中空铂纳米管（PEI-rGO@PtNTs...
纳米线传感器因尺寸小、长径比高和优异电子特性，在电化学与电子生物传感中具有重要潜力，但碳纳米线的可控制备仍依赖昂贵工艺。本文提出一种结合静电纺丝与光刻的简单方法，制备亚100 nm悬空碳纳米线传感器。利用碳微机电系统（C-MEMS）技术，将SU-8光刻胶图案化为所需结构，并在惰性气氛中热解碳化，形成高长径比碳结构。实验中，SU-8纳...
microRNA（miRNA）是约22个核苷酸长度的短调控RNA，主要在转录后水平调控基因表达，参与细胞增殖、分化、凋亡和发育等过程。其表达异常或功能失调与癌症、心血管疾病、神经发育障碍等疾病相关，部分miRNA可作为预后、诊断、药物疗效预测及个性化医学的生物标志物。因此，miRNA的准确、灵敏检测至关重要。传统方法如Norther...
革兰氏阴性菌主要利用谷胱甘肽（GSH）作为低分子硫醇，而多数革兰氏阳性菌不编码 GSH 合成酶，转而产生杆菌硫醇（BSH）或菌硫醇（MSH）。这些低分子硫醇维持胞质还原态，并参与金黄色葡萄球菌、结核分枝杆菌、肺炎链球菌、鼠伤寒沙门氏菌和单核细胞增生李斯特菌等病原菌的毒力机制。感染和抗生素处理常扰动菌内氧化还原平衡。近年来，谷胱甘肽过...
本研究开发了一种酶基微型荧光生物传感器，用于检测对氧磷（paraoxon），一种典型的神经毒性有机磷化合物。该传感器以聚乙二醇（PEG）水凝胶微阵列为载体，通过光刻图案化将乙酰胆碱酯酶（AChE）和量子点（QDs）包埋于微结构中。为放大荧光信号，作者将羧基化量子点修饰在二氧化硅包覆银纳米粒子（Ag@Silica）表面，利用金属增强荧...
表面功能化是金属–有机框架（MOF）加工与应用的关键。本文提出一种简单、低成本的DNA介导表面工程策略，用于锆基纳米MOF（NMOF），赋予其特定分子识别能力，拓展其在纳米技术和生物技术中的应用。通过表面配位化学，功能DNA的磷酸骨架与NMOF表面Zr6簇的配位不饱和位点形成Zr–磷酸键，实现DNA高效固定。以卟啉基PCN-224 ...
本文采用全菌SELEX（WB-SELEX）策略筛选针对副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）的特异性DNA适配体。共进行11轮筛选，其中第4轮和第6轮分别以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌进行负向筛选，以去除非特异和弱结合序列。通过实时PCR扩增和SELEX后结合实验确定最佳富集轮次，第8轮富集效果最佳。对28个候选适...
乙型肝炎表面抗原（HBsAg）是急性与慢性乙型肝炎病毒感染的重要血清学标志物，其快速、灵敏、定量检测对药物开发和疾病诊断具有重要意义。本文提出一种新型生物传感器，用于灵敏、选择性筛查 HBsAg。该策略基于乙型肝炎表面抗原对修饰有乙型肝炎表面抗体（HBsAb）和拉曼报告分子 5-巯基硝基苯甲酸（TNB）的金纳米颗粒（AuNPs）的交...
监测生物流体中的肿瘤标志物已成为疾病诊断的关键工具，且应便于在全球任何地方获取。降低电化学生物传感的基本需求可能为此开辟道路。本文提出一种创新电化学免疫传感系统，将光伏电池用作电学读取盒。免疫识别保证准确性，电化学基础保证灵敏度与可检测性，光伏电池则推动系统走向电气自主。作为概念验证，选用临床相关的癌胚抗原（CEA）。具体地，采用氟...
本文通过氢氟酸刻蚀Ti3AlC2前驱体剥离制备了二维过渡金属碳化物MXene-Ti3C2。SEM和XRD结果表明，所得MXene具有类石墨烯二维纳米结构，表面部分以-OH终止，可为酶固定化提供适宜微环境并维持其生物活性与稳定性。基于MXene的金属导电性、生物相容性和水相分散性，作者将其作为新型载体固定化酪氨酸酶，构建无介质电化学生...
本文报道了一种用于荧光生物传感器的低成本柔性平台新概念。将聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）箔表面通过光刻接触掩模暴露于KrF准分子激光，激光诱导表面修饰形成微图案区域，其表面官能团可用于生物素的局部共价固定。识别人血清白蛋白（HSA）的高亲和结合蛋白——链霉亲和素与蛋白G（Streptococcus G148）白蛋白结合域（ABD）的基...
本文设计了一种简便的电化学方法用于L-酪氨酸测定。将香蕉皮组织中的酪氨酸酶通过物理吸附固定在纸盘纤维基质中，并分别向纸盘中加入介质六氰合铁酸钾和3-巯基丙基三甲氧基硅烷功能化二氧化硅纳米粒子。将修饰纸盘置于石墨丝网印刷电极上方，采用循环伏安法和电化学阻抗谱对生物传感器进行表征。优化了pH、香蕉皮组织百分比和介质负载量等有效参数。采用...
磷脂酰肌醇在细胞信号转导和迁移中发挥重要作用。磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PI(3,4,5)P3）作为第二信使可触发细胞运动与增殖，质膜上高水平 PI(3,4,5)P3 与肿瘤发生相关。磷酸酶和张力蛋白同源物缺失染色体10（PTEN）通过水解 PI(3,4,5)P3 生成磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PI(4,5)P2）来调节其水...
全细胞催化剂能够催化多步反应，生成工业生物技术或制药领域所需的合成困难化合物，是合成化学的重要工具。然而，细胞催化网络复杂且模型预测能力有限，常需以高通量方式筛选大量半理性构建的变体以发现更优催化剂。本文提出一种空间和时间高效处理超大规模（10^7）重组细胞催化剂库的方法，可在一次高度并行操作中于1分钟内完成整个库的表型表征和阳性变...