结核病是重大公共卫生问题，2015年影响超过1040万人，是感染性病因中发病和死亡的主要原因之一。目前结核即时检测主要依赖齐-尼氏痰涂片镜检，该方法繁琐、易受人为误差和感染风险影响，检出限约为10^4 cells/mL。在资源匮乏地区，迫切需要更实用、检出限更低的检测手段。本研究采用磁阻生物传感器检测卡介苗（BCG）细菌，作为结核分...
通常，尺寸小于或等于10 nm的碳纳米颗粒被称为碳量子点（CQDs，又称C-dots或CD）。由于其化学惰性、高水溶性、优异生物相容性、抗光漂白以及多种光学优势，碳量子点近年来受到广泛关注。本文综述了碳量子点领域的最新进展，重点介绍其合成技术、尺寸控制、表面修饰方法、光学性质、发光机制，以及它们在生物成像、生物传感、药物递送和催化中...
本研究开发了一种基于碳氮化物纳米片（CNNS）和催化发夹组装（CHA）的超灵敏荧光开启型原位检测方法，用于检测活细胞内 microRNA（miRNA）。CHA 对低水平生物标志物具有良好的信号放大能力，CNNS 则可作为荧光猝灭剂和基因载体，且 CHA 的发夹 DNA 可吸附在 CNNS 表面。作者据此设计了一种无酶荧光生物传感器，...
本文报道了一种基于尿素酶纳米颗粒的电位法尿素生物传感器。作者以刀豆来源商业尿素酶为原料，经乙醇去溶剂化、戊二醛交联和半胱胺二盐酸盐功能化制备尿素酶纳米颗粒（urease NPs/ENPs），并用TEM、UV和FTIR表征；TEM显示粒径18–100 nm，平均51.2 nm。ENPs比天然酶活性更高、稳定性更好且货架期更长。将ENP...
甲醛是常见环境毒素，也是单碳代谢中的关键中间体。监测甲醛浓度对环境监测和天然或合成甲基营养微生物的代谢工程均具有重要意义，但现有方法存在灵敏度低、流程复杂或依赖昂贵分析设备等问题。本文基于大肠杆菌 FrmR 阻遏蛋白及其同源启动子开发了一种甲醛生物传感器。通过优化天然阻遏蛋白结合位点和调控架构，该传感器可检测低至 1 μM 的甲醛。...
人类免疫缺陷病毒（HIV）感染的早期检测、诊断和治疗是降低艾滋病（AIDS）死亡率的关键。本研究开发了一种基于熵驱动链置换反应（ESDRs）和双层DNA四面体（DDTs）的创新表面等离子共振（SPR）传感策略，用于高灵敏检测HIV相关DNA。ESDRs作为无酶、无标记的信号放大回路，可被目标DNA特异性触发，实现目标DNA的循环利用...
丙烯酰胺（AA）是一种神经毒性和致癌性化合物，主要在高淀粉食品经高温加工时通过美拉德反应生成，因此其食品中含量检测对质量控制至关重要。本文构建了一种新型电化学生物传感器，用于食品样品中AA的超灵敏测定。该传感器以玻璃碳电极（GCE）为基底，依次修饰多壁碳纳米管-离子液体（MWCNTs-IL）、壳聚糖-离子液体（Ch-IL）、电化学沉...
为高灵敏、高选择性地检测农药残留，纳米材料适配体传感器已成为啶虫脒分析的重要研究方向。啶虫脒是一种广谱新烟碱类杀虫剂，广泛用于叶菜、水果和茶树等作物，其食品与环境残留可能带来健康风险。传统HPLC、GC-MS和免疫分析虽准确，但操作复杂、耗时且依赖昂贵仪器，难以满足现场快速监测需求。适配体通过SELEX筛选获得，具有稳定性好、选择性...
本文构建了一种简便、低成本的荧光生物传感器，用于DNA的准确、敏感检测。发夹DNA（H1）中可形成G-四链体的序列最初被锁定在发夹结构中。当目标DNA存在时，H1的发夹结构展开，其部分序列与目标DNA杂交形成双链DNA并释放G-四链体形成序列；发夹DNA（H2）随后与展开的H1杂交，通过链置换机制将目标DNA释放。被释放的目标DNA...
含硫氨基酸甲硫氨酸（Met）在蛋白质合成、甲基化及硫代谢中发挥关键作用。其游离形式和蛋白质残基均可被活性氧氧化为甲硫氨酸亚砜（MetO）的 R 和 S 非对映异构体。生物体进化出甲硫氨酸亚砜还原酶（MSR）将 MetO 还原为 Met，其中 MSRA 和 MSRB 分别特异性还原 S 型和 R 型 MetO。在哺乳动物中，硒蛋白 M...
整合素传递的细胞力对止血和血栓形成中血小板黏附、激活、聚集和收缩至关重要。传统基于力-应变的细胞牵引力显微镜分辨率较低，不适合小尺寸血小板的亚微米力映射。为此，作者开发了一种力激活生物传感器——整合素张力传感器（ITS），可直接将分子张力转换为荧光信号，从而通过荧光成像直接实现细胞力映射。利用 ITS，作者以 0.4 µm 分辨率绘...
植物次生代谢物如黄酮可用于光学生物传感器开发。苯并[a]芘（B[a]P）是广泛存在于环境和膳食中的致癌物。本研究利用 Corchorus depressus 甲醇提取物中分离的荧光黄酮建立 B[a]P 的荧光检测方法。通过皂苷还原银离子形成银纳米颗粒，从含黄酮的甲醇提取物中去除高含量皂苷，获得含黄酮上清液。该植物黄酮在紫外光下发射黄...
核糖开关是一类仅由 RNA 组成、可遗传编码的传感-调节元件，能够响应代谢物并调控基因表达，因而在代谢物监测中具有应用潜力。然而，核糖开关的动态范围、基础表达和操作范围等功能参数需针对具体应用进行优化，而其序列-功能关系复杂，优化并不直接。本文以人工 L-色氨酸核糖开关为例，提出三种系统调优策略。首先，通过改变组成型启动子强度或质粒...
安培法可记录嗜铬细胞的量子释放事件，并广泛用于评估药物对量子大小、释放动力学和早期融合孔特性的影响。表面修饰的CMOS基电化学生物传感器阵列能够同时记录多个细胞。本文提出一种可靠、低成本的单细胞靶向技术，将单个细胞精确定位到电极位点。芯片表面图案化SU-8微孔结构，既为电路提供绝缘，又在电极位点捕获细胞；移位电极设计提高了微孔尺寸与...
本研究开发了一种基于金纳米球（AuNs）包覆的过度倾斜光纤光栅（Ex-TFG）的新型免疫传感器，用于新城疫病毒（NDV）的无标记检测。AuNs 通过 3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）形成的 Au–S 键固定在 Ex-TFG 表面，活化的葡萄球菌蛋白 A（SPA）经半胱胺以共价键连接至 AuNs。AuNs 借助局域表面等离子共振...
本文报道了一类新型胺接枝金属有机框架（MOFs）作为天然过氧化物酶的仿生替代材料，并将其用于胆碱（choline, Cho）和乙酰胆碱（acetylcholine, ACh）的荧光检测。在多种胺功能化MOF中，N,N,N′,N′-四甲基-1,4-丁二胺（TMBDA）接枝的MIL-100(Fe)在H2O2存在下催化Amplex Ult...
基于光纤倏逝场的生物传感器是无标记检测心脏生物标志物、用于急性心肌梗死（AMI）快速早期准确诊断的重要候选方案。本文报道了一种基于相位偏移微纤维布拉格光栅（PS-mFBG）的紧凑型心脏肌钙蛋白I（cTn-I）免疫传感器。PS-mFBG中的π相位偏移在反射谱中形成窄带notch信号，显著提高光谱分辨率，使传感器能够感知cTn-I抗原特...
本研究构建了一种基于内毒素适配体的电化学生物传感器，用于检测内毒素。首先采用生物层干涉法测定适配体与脂多糖（LPS）的亲和力，筛选得到的适配体EAQ3对LPS的平衡解离常数为22.9 nM，表明其具有较高亲和力。随后，将5′端胺基修饰的EAQ3通过3-巯基丙酸（MPA）间隔层固定于金电极表面，并利用MES/EDC/NHS体系活化MP...
本文报道了一种用于活细胞中痕量单胺类神经递质去甲肾上腺素（noradrenaline, NA）电化学检测的传感器。作者设计了基于碳、氮掺杂氧化镍西兰花状层级结构（C-, N-doped NiO broccoli-like hierarchy, CNNB）的 NA 电极传感系统。CNNB 具有球形西兰花头状伞形结构和纳米管排列，C-N...
艰难梭菌感染（CDI）的快速准确诊断对治疗、感染控制和流行病学监测至关重要。谷氨酸脱氢酶（GDH）作为重要抗原，被提出作为 CDI 初筛靶标，但现有基于 GDH 活性或免疫检测的方法敏感性和特异性不足。本文报道了针对 GDH 的单链 DNA 适配体的筛选与表征。经 10 轮 SELEX 筛选后，利用高通量测序鉴定富集的适配体候选序列...