水毒性评估对保障人类健康和社会安全具有重要意义，因为越来越多有毒化合物进入水环境。本研究以希瓦氏菌 Shewanella oneidensis MR-1 细胞的电化学活性作为毒性指标，以 3,5-二氯酚（DCP）为模型有毒化合物，开发了一种用于水毒性评估的新型生物传感器。结果表明，水中 DCP 的存在显著抑制三电极体系中 MR-1 ...
地表水、地下水和饮用水中雌激素活性化学物对人类健康和水生生物构成威胁，但目前缺乏灵敏便携的快速监测设备。本文提出一种基于全细胞酵母的生物发光移动检测平台，采用新开发的NanoLuc酵母雌激素筛查（nanoYES）和低成本紧凑型无线相机作为光检测器。酿酒酵母经遗传工程改造，在人雌激素受体α（hERα）调控下表达酵母密码子优化的Nano...
体外和体内原位实时监测化学信息的需求推动了高性能生物传感器器件的设计。本文开发了一种新型柔性纳米杂化微电极，由碳纤维包覆负载金纳米粒子的氮掺杂碳纳米管阵列构成，并探索其在原位电化学检测活癌细胞分泌癌症生物标志物过氧化氢（H2O2）中的应用。结果表明，具有微尺度尺寸和优异力学性能的碳纤维可作为电化学生物传感器系统中坚固且柔性的微电极基...
脂质液晶立方相（LCP）是模拟膜材料，可用于稳定膜蛋白并进行结构分析。本研究将膜ATP水解酶Na+/K+-ATPase（NKA）包埋到单油酸甘油酯（MO）基LCP中，采用小角X射线散射（SAXS）表征，所有配方均呈Pn3m对称。将NKA-LCP材料固定于玻璃碳电极表面，形成高稳定性酶电极和新传感平台。通过酪氨酸和色氨酸残基的阳极氧化...
本研究开发了一种用于检测前列腺特异性抗原（PSA）的一次性安培型夹心免疫分析方法。以自组装二苯丙氨酸肽纳米管（PNT）、金纳米颗粒（AuNP）和聚苯胺（PANI）复合修饰铅笔石墨电极（PGE），构建 PANI/AuNP-PNT/PGE 工作电极。抗PSA抗体（Ab1）通过 EDC/NHS 酰胺化反应固定于修饰电极表面用于捕获 PSA...
癌症是全球主要死因之一，其早期诊断长期是科学家和临床医生关注的重点。近年来，纳米技术赋能的诊断方法为识别多种癌症相关生物标志物提供了重要支持。这些生物标志物可表现为过表达蛋白/表面抗原、代谢物、miRNA以及完整细胞等形式。已有多种方法用于检测癌症生物标志物，其中电化学传感器因高灵敏度、高选择性、鲁棒性和可微型化即时检测优势而受到重...
慢性酒精消费在美国造成重大经济与健康负担，现有经皮酒精监测设备主要判断醉酒状态，难以评估长期健康风险。本文报道一种用于慢性酒精消费监测的电化学生物传感器，通过方波伏安法（SWV）检测人汗液中的乙基葡萄糖醛酸（EtG）。该传感器采用新型亲和检测方案，将 EtG 单克隆抗体与巯基化电荷转移分子 6-ferrocenyl-1-hexane...
本文报道了一种用于趋化因子筛选与检测的双功能纳米生物传感器。该传感器以玻璃碳电极为基底，在其表面电沉积金纳米粒子（AuNPs），再电聚合2,2′:5′,2''-terthiophene-3′(p-苯甲酸)（TBA）形成导电聚合物膜，并通过EDC/NHS活化将趋化因子受体CXCR2共价固定于膜上，最后用BSA封闭。作者利用电化学阻抗谱...
合成生物学中的安全设计（Safe-by-Design）方法承诺以安全价值为导向设计生命体的构建模块，为生物技术的安全使用开辟新路径。然而，该方法将安全的主要责任转移到研发阶段的行为者，并假定所有利益相关者能以相同方式定义和理解安全，这些假定存在问题，可能反而削弱安全。本研究通过群体决策室（Group Decision Room, G...
汞的甲基化和脱甲基化过程决定水生生态系统中甲基汞的命运。在厌氧条件下，甲基化活性主要源于生物过程，常由硫酸盐还原菌介导。本研究通过让报告菌株暴露于甲基化或非甲基化 Desulfovibrio 菌株，验证了用于筛选甲基汞产生的发光生物传感器。结果表明，该生物传感器对甲基汞的敏感性取决于硫酸盐还原菌的生长条件。在 1–10 mM 硫化物...
大环内酯是一类具有广泛强效生物活性的天然产物，由 I 型聚酮合酶（PKS）及相关酶机器生物合成。药物发现、药物生产和探针开发迫切需要获取大环内酯及其非天然衍生物。通常，在不同微生物宿主中工程化大环内酯及其类似物生物合成的努力，受限于大环内酯生物合成途径的复杂性，以及我们理性重编程 I 型 PKS 和 PKS 后修饰机器的能力有限。基...
DNA 功能化氧化石墨烯（GO）是生物传感器开发和定向材料组装中的常用体系。与共价连接相比，DNA 的物理吸附更常用，因此具有强 GO 亲和性的 DNA 序列非常理想。近期研究发现多聚胞嘧啶（poly-C）DNA 可强烈吸附于包括 GO 在内的多种常见纳米材料。为确定 poly-C DNA 的最佳长度，本文设计了一系列含 0 至 3...
有机磷农药三唑磷在农业中广泛使用，其环境残留和潜在健康风险受到关注，因此需要定期监测环境及农产品中的三唑磷残留。本文报道了一种用于痕量检测三唑磷的非竞争性直接表面等离子共振（SPR）免疫传感器。两种抗三唑磷单克隆抗体（mAb）被固定于传感芯片表面，并通过SPR动力学分析表征其与三唑磷的结合特性。基于解离速率较低、结合更稳定的抗体建立...
本文报道了一种基于生物杂化导电聚合物简便构建电化学生物传感器的新方法，以葡萄糖氧化酶（GOx）和聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）为模型体系。作者采用模板辅助化学聚合制备PEDOT微球（PEDOT-MSs），随后在其表面原位沉积铂纳米颗粒（PtNPs），并通过静电作用固定GOx，形成水可加工的GOx-PtNPs-PEDOT-M...
本文报道了一种用于有机磷农药检测的电化学仿生生物传感器。传统基于乙酰胆碱酯酶（AChE）的电化学生物传感器因酶识别元件稳定性差、成本高而难以商业化。作者首次提出以功能化聚丙烯酰胺聚羟基酰胺烷酸酯（polyhydroxamicalkanoate，PHA）作为AChE仿生催化材料，其主链上引入羟基酰胺和羧酸基团作为人工活性位点。PHA与...
本研究报道了一种基于双电层门控高场 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）生物传感器的高灵敏度心肌肌钙蛋白 I（cTnI）检测方法。该独特门控机制克服了传统场效应晶体管（FET）生物传感器在高离子强度生理溶液中存在的电荷屏蔽问题，使目标蛋白无需样品前处理即可直接检测。研究采用抗 cTnI 特异性单克隆抗体和硫醇化适配体作...
本文报道了一种基于四面体DNA（T-DNA）探针和杂交链反应（HCR）信号放大的竞争性血栓素适配体传感器。首先通过简单回流法制备硫、氮共掺杂还原氧化石墨烯（SN-rGO），并将其作为生物传感器的支撑基底。随后，T-DNA探针通过Au-S键修饰在电极表面，使目标血栓素与适配体的互补DNA（cDNA）发生竞争结合。当血栓素存在时，适配体...
多巴胺（DA）的细胞与脑代谢异常与多种神经退行性疾病相关，因此开发简单、高效的真实样品 DA 检测方法具有重要意义。本研究采用水热法制备新型碲化镉量子点（CdTe QDs），并将其滴涂于玻碳电极（GCE）表面，构建 CdTe QDs/GCE 电化学生物传感器。所制备 CdTe QDs 粒径约 3–5 nm，表面含有羟基、羧基等官能团...
本研究旨在利用表面等离子共振成像（SPRI）生物传感器测定儿童急性阑尾炎患者血浆中免疫蛋白酶体浓度，并分析其与循环20S蛋白酶体及泛素羧基端水解酶L1（UCHL1）的相关性。研究纳入27名急性阑尾炎患儿（2岁9个月至14岁，平均9.5±1岁）和18名年龄匹配的健康对照，分别于术前、术后24 h和72 h采集静脉血并制备血浆。结果显示...
食源性病原菌对经济和公共卫生构成持续威胁，快速检测是保障食品安全供应链的关键。噬菌体可株系特异性感染并在细菌内复制，其普遍性和选择性使其适合用于细菌检测与生物防控。本研究开发并测试了一种基于噬菌体的纸基试纸生物传感器，用于食品基质中多种食源性病原菌的检测。首先比较不同固定方法对噬菌体感染性的影响，发现压电喷墨打印相比凹版印刷和刮刀涂...