本研究旨在用表面等离子共振成像（SPRI）生物传感器测定烧伤患儿血浆中基质金属蛋白酶-2（MMP-2）及其与基底膜成分层粘连蛋白-5（laminin-5）和IV型胶原（collagen type IV）的相关性。纳入2014–2015年31名热水烫伤儿童，烧伤面积4–20% TBSA，年龄9个月至14岁，平均2.5±1岁；10女21...
呼气分析因无创、快速、简便而成为即时诊断的有效手段，但呼气中疾病生物标志物浓度通常低于 ppm 或处于 ppb 水平，因此呼气气体传感器必须具备低检出限和高选择性。本文提出通过降低背景电流来提高基于色谱纸的酶促生物气体传感器检出限。作者首先阐明背景电流来源于介质层中亚铁氰化物（Ferro）被溶解氧氧化生成铁氰化物（Ferri），随后...
本文提出并演示了一种利用薄层高岭土纳米管（HNTs）修饰表面等离子共振（SPR）等离子体界面的新策略。由于HNTs层具有较大比表面积和较高折射率，可显著增强金属界面附近的探测电场强度，从而提高SPR传感器的测量灵敏度。通过喷涂不同浓度的HNTs乙醇悬浮液，可调节HNTs修饰层厚度。所制备传感器在体相溶液中表现出最高10431 nm/...
法拉第电化学阻抗谱（f-EIS）在氧化还原试剂如[Fe(CN)6]3−/4−存在下因高灵敏度而广泛用于生物传感器。然而，在检测β-淀粉样蛋白（Aβ）时，氧化还原试剂中的金属离子可诱导Aβ聚集，破坏抗原—抗体一对一结合，干扰低浓度Aβ的准确定量。本文提出一种基于叉指微电极（IME）的f-EIS检测方法，通过缓冲液控制减轻Aβ聚集并提高...
本研究将一枚微电子生物传感器植入牛背阔肌附近，用于评估其在体内暴露下的生物稳定性。该植入式传感器旨在连续监测葡萄糖水平，芯片采用0.25 µm CMOS/BiCMOS工艺制备的微机电系统（MEMS）。传感基于亲和粘度法：葡萄糖通过半透膜进入由葡聚糖（dextran）和刀豆蛋白A（ConA）组成的亲和试剂，引起大分子网络粘度变化，再由...
本研究采用循环伏安法和差分脉冲伏安法，研究了靛蓝车尔尼（indigo carmine, IC）在聚甘氨酸修饰碳糊电极（PGMCPE）上的电化学行为。在pH 6.5磷酸盐缓冲液中观察到IC的氧化峰，并系统考察了pH、扫描速率和浓度对电化学响应的影响，同时提出了IC氧化的可能反应机理。结果表明，在优化条件下PGMCPE对IC氧化具有显著...
液体活检是一种通过患者体液样本微创获取疾病动态信息的方法，在癌症诊断、预后和监测中日益受到重视。尽管许多技术已在研究实验室中开发并验证，但将其拓展至临床场景和床旁检测仍是重要方向。本文系统讨论并评价用于循环肿瘤细胞（CTC）、外泌体（exosome）和循环肿瘤核酸（ctNA）捕获、检测与分析的微芯片技术。此类集成系统可将原本多步、手...
本文在20 nm厚HfO2/Si衬底上制备了厚度从少层到数十层的二硫化铼（ReS2）场效应晶体管（FET）。双层ReS2 FET表现出-0.25 V的阈值电压、约10^7的开/关电流比、116 mV/dec的亚阈值摆幅和6.02 cm2/V·s的电子迁移率。作者首次系统分析了不同厚度ReS2 FET的低频噪声，发现载流子数涨落机制能...
本文报道了首个用于创伤性脑损伤（TBI）患者监测的应用专用集成电路（ASIC）。通过同步监测损伤人脑组织的神经生理信号（皮层脑电ECoG）和神经化学信号（葡萄糖、乳酸、钾离子），可检测与TBI不良预后相关的扩散性去极化（SD）。该ASIC采用商用AMS 0.35 µm CMOS工艺制备，面积为7.5 mm²，用于处理由深度或皮层电极...
导电水凝胶因其独特的固–液界面和易加工性，在可变形生物医学器件中具有重要潜力。本文开发了一种具有显著类酶活性的新型纳米纤维水凝胶，可作为“墨水”直接打印柔性电化学器件。该水凝胶由鸟苷（G）与 KB(OH)4 自组装形成，并在 G-四联体骨架中同步掺入血红素（hemin），从而获得显著的类过氧化物酶活性。该材料在剪切应力作用下可在溶胶...
前列腺特异性抗原（PSA）是前列腺癌常用生物标志物，目前多依赖血清或全血侵入性检测。本研究开发了一种基于石墨烯纳米片（GRP）与双嵌段共聚物 PS67-b-PAA27 及金电极（Au）杂化纳米复合物的电化学生物传感器，用于检测人唾液中的痕量 PSA。滤纸基底上的石墨组分提供高电导和热导，PS67-b-PAA27 在 GRP 单元间形...
本文报道了一种基于聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜的电容生物传感器，用于葡萄糖检测。该器件由夹在两个电极之间的 PVDF 薄膜构成，通过测量电解质与电极界面处介电层的介电性质变化实现传感。葡萄糖氧化酶（GOx）被固定在电极上，用于催化氧化葡萄糖。在实际检测中，葡萄糖与 GOx 发生生化反应并产生自由电荷载流子，使电极间电位差增大，从而形成...
自然进化的代谢物响应生物传感器可用于代谢工程，从筛选大型基因库到动态调控生物合成途径。然而，许多代谢物没有天然生物传感器。为满足这一需求，作者开发了一种将代谢物结合蛋白转化为代谢物响应转录因子的通用方法——随机结构域插入生物传感器工程（BERDI）。该方法利用体外转座子插入反应，将 DNA 结合域插入代谢物结合蛋白的所有可能位点，随...
碱性磷酸酶（ALP）是一种重要的普遍水解酶，已被确定为多种疾病的关键指标。本文首次将荧光聚多巴胺（F-PDA）纳米颗粒拓展到基于纳米猝灭剂的生物传感体系，并发现二氧化锰（MnO2）纳米片对 F-PDA 纳米颗粒荧光的可逆猝灭效应。通过透射电子显微镜、紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱和荧光寿命实验，系统证实猝灭机制为 Förster...
DNA探针在金电极表面的空间排列对电化学生物传感器性能至关重要，但理性调控探针表面仍具挑战。本文开发一种携带多聚腺嘌呤（polyA）锚定块的捕获探针，用于构建可编程自组装单分子层，实现“三明治型”电化学 DNA 生物传感器。通过 polyA 捕获探针与 6-巯基-1-己醇（MCH）共组装策略，可仅通过改变 polyA 长度简便调节金...
本文报道了一种基于沸石咪唑酯骨架材料-8（ZIF-8）的荧光生物传感器，用于体外检测HIV-1 DNA。ZIF-8由硝酸锌六水合物与2-甲基咪唑在水相中合成，具有稳定的多孔结构和表面咪唑π电子体系。实验以5′端标记6-羧基荧光素（FAM）的单链DNA探针P-DNA为识别元件，ZIF-8通过π-π堆积和静电作用吸附FAM-P-DNA，...
呼气中挥发性有机化合物（VOCs）可作为疾病与代谢指标，具有无创采集优势。本研究开发了一种高灵敏、高选择性的气态乙醛（AcH）生化气体传感器（bio-sniffer）。该传感器利用乙醇脱氢酶（ADH）的逆反应，将气态 AcH 还原为乙醇，同时消耗还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）；通过检测被 ADH 逆反应消耗的 NADH 荧光...
本文报道了一种金-二氧化钛-金金属-绝缘体-金属（MIM）等离子纳米杯阵列器件，用于无光谱仪折射率传感，其性能超过传统表面等离子共振（SPR）传感器。该器件具有独特光谱特性：当上层介质折射率增加时，在峰值共振波长处透射强度增加，而该峰不发生光谱位移；同时存在透射强度不随折射率变化的光谱区域，可作为器件内部参考。作者结合电磁模拟研究了...
体内生物传感器能够识别并响应特定细胞刺激。近年来，生物传感器越来越多地用于代谢工程和合成生物学，因为它们可被整合到合成回路中，根据特定细胞刺激（如某种代谢物或pH变化）调控报告基因表达。天然传感装置种类繁多，通常可分为蛋白质型和核酸型两大类。二者既可直接从天然遗传元件中挖掘获得，也可通过工程化改造现有遗传元件以获得新的特异性或更优性...
本文简要概述生物传感器在医学与外科中的应用，并报道一种基于热产品（thermal product, TP）的生物传感器的诊断效能。该传感器的工作原理是测量与传感器接触材料的热产品。当一定幅值和持续时间的电方波脉冲通过 TP 传感器时，传感器因较高电阻产生热量，热量在传感器基底与周围材料之间耗散并被记录。当周围材料组成改变时，基底与周...