本文报道了一种基于弯曲板波（FPW）的高灵敏微系统，用于人尿液中四氢大麻酚（THC）的快速检测。首先，将圆形叉指换能器（IDT）与圆形硅沟槽反射光栅结构（RGS）集成，以降低器件插入损耗；所得 FPW 器件插入损耗为 −38.758 dB，中心频率为 25.06 MHz。随后，利用微机电系统（MEMS）和半胱胺-戊二醛自组装单分子层...
本文综述了可穿戴生物传感器在监测多发性硬化（MS）患者残疾中的应用。能够测量与残疾相关的生理和运动参数的生物传感器正被用于 MS 研究。作者重点回顾了生物传感器在 MS 患者中用于测量和监测残疾的作用，并分析生物传感器数据与临床诊疗之间的知识差距。目前，加速度计已面向公众普及，可帮助临床医生理解患者的残疾程度；步态、平衡、跌倒、睡眠...
肠上皮细胞构成保护机体免受病原体和膳食物质侵害的物理屏障，因此其损伤必须迅速修复。多项体内和体外研究表明细胞外信号调节激酶（Erk）参与再生过程，但 Erk 活性与组织形态相关的空间调控尚未充分阐明。本研究利用双光子显微镜和携带 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器的小鼠，在活体小鼠回肠上皮细胞中实时监测 Erk 活性...
气溶素蛋白孔已广泛用于肽和蛋白传感，但用于核酸检测的报道较少，主要挑战是长核酸（>10 碱基）捕获效率极低，严重限制基于气溶素的遗传生物传感器灵敏度。本文报道一种简单、易操作的非共价方法，通过远程 pH 调控将气溶素转变为对核酸高度敏感的纳米孔。只需将孔一侧溶液 pH 降低，气溶素即被“激活”，可从另一侧高效捕获目标 DNA/RNA...
过氧化氢（H2O2）是体内最稳定且丰富的活性氧物种，与感染、炎症等病理过程相关，也可作为酶联检测中疾病生物标志物检测的中间产物。传统光学 H2O2 检测多依赖有机染料，但其在环境条件下稳定性差。本文理性设计了基于抗氧化氧化铈（CeO2）纳米颗粒的仿生人工酶，并通过 Eu3+ 掺杂使其具有发光特性。作者系统调控粒径从 4 到 16 n...
工程化太赫兹（THz）超材料因其共振频率可精确调控，且与部分重要生物分子振动频率相近，在生物传感中具有独特优势。然而，THz波段中水的强吸收限制了其在癌症抗体或抗原等痕量生物分子检测中的应用。为克服水吸收并提高THz生物传感灵敏度，作者制备了两种与微流控集成的THz超材料生物传感器，用于早期肝癌生物标志物甲胎蛋白（AFP）和谷氨酰转...
使用纳米材料模拟蛋白酶功能是一个有趣想法。许多纳米材料尺寸与酶相似并具有催化活性。过去十年，由于无机纳米颗粒合成与表征进展，纳米酶研究激增。许多典型酶促反应，如模拟氧化酶、过氧化物酶、漆酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶，已由简单金属氧化物和金属纳米颗粒实现。此外，将小分子无机催化剂负载到纳米颗粒中可创造另一类纳米酶。纳米酶在生物传感器...
本文报道了一种用于测定和定量黄曲霉毒素B1（AFB1）的阻抗生物传感器。该传感器以玻璃碳旋转圆盘电极（RDE）为基底，将还原氧化石墨烯气凝胶（rGOae）与单链DNA（ss-HSDNA）复合修饰于电极表面，形成ss-HSDNA/rGOae电极。由于大尺寸生物分子在电极表面结合后阻碍电子转移，使目标分子难以有效接近界面，作者重点研究了...
二硫化钼（MoS2）场效应晶体管（FET）生物传感器作为高灵敏度、无标记生物分子检测器件的候选者受到广泛关注。本文面向生物传感器的实际应用，通过减少非特异性分子结合事件并实现抗PSA抗体在MoS2表面的均匀化学吸附，在非水环境中利用MoS2 FET生物传感器实现了对前列腺癌生物标志物的可靠定量检测。文中系统且统计地研究了所提出器件的...
本文报道了一种生物纳米杂化材料的制备：将功能化多壁碳纳米管（fMWCNTs）均匀分散于 Nafion（Nf）中，并掺杂聚吡咯（PPy），随后通过一步原位电化学聚合将葡萄糖氧化酶（GOx）共同负载于铂（Pt）电极表面。所得 Nf-GOx-fMWCNTs-PPy/Pt 电极对葡萄糖表现出优异的电催化检测性能，在最高 4.1 mM 的线性...
精准农业的关键在于对植物关键生理参数进行体内、原位和实时监测。本文报道了一种仿生纺织基生物传感器（bioristor），其可直接插入植物组织，用于在活体条件下实时监测植物汁液中溶质含量的变化。该器件由功能化导电聚合物棉纤维和银栅极电极构成，作为有机电化学晶体管工作，能够响应汁液电解质浓度变化。连续工作六周后，传感器对植物形态无可检测...
本文开发了一种基于高效汞离子（Hg2+）转化策略和滚环扩增（RCA）的电化学传感系统，用于 Hg2+ 超灵敏检测。该转化策略基于 Hg2+ 特异性识别的胸腺嘧啶-Hg2+-胸腺嘧啶（T-Hg2+-T）诱导 DNA 链置换。首先，以金纳米粒子包覆的聚苯乙烯磁性微球（Au@PSC）作为磁性分离载体，表面标记富含胸腺嘧啶的单链 DNA D...
本研究开发了一种基于适配体和功能化纳米颗粒的侧流层析试纸条生物传感器，用于食品样品中卡那霉素（kanamycin）的现场快速检测。该试纸条以卡那霉素特异性适配体修饰的金纳米颗粒（AuNPs-apt）为识别与显色探针，以寡核苷酸 DNA1 修饰的银纳米颗粒（AgNPs-DNA1）为信号放大元件。检测区固定链霉亲和素-生物素-DNA2 ...
荷兰用于饮用水生产的地表水常以水蚤或贻贝等全生物监测生物监测仪进行在线监测，但这些生物监测仪无法检出所有与人类健康相关的毒性化合物。为此，作者开发了一种基于固定化基因改造发光细菌的在线水毒性生物传感器。该传感器采用惰性材料构建，配备温度控制、营养液供给和易清洁结构，将大肠杆菌 DPD2794 包埋于溶胶-凝胶中，并固定在玻璃载玻片或...
多孔硅（PSi）纳米材料已被广泛研究为无标记光学生物传感器用于蛋白检测，但其灵敏度通常处于微摩尔范围，难以满足许多应用。本文提出将电动力学等速电泳（ITP）技术用于多孔硅生物传感器上目标蛋白的实时预浓缩。ITP 利用不连续缓冲体系，在导前离子与终止离子界面形成高浓度目标蛋白区，并将其输送至传感区；目标蛋白随后被固定化适配体捕获。结合...
本文通过氮气气氛下直接碳化沸石咪唑酯骨架（ZIF-8）纳米多面体，制备了新型光活性材料氮掺杂多孔碳-ZnO（NPC-ZnO）纳米多面体。采用扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱、氮吸附-脱附法和光电化学方法对其形貌、结构和光电化学性能进行表征。结果表明，所得 NPC-ZnO 纳米多面体呈菱形十二面体形貌，粒径约 100 n...
本研究采用微悬臂梁生物传感器Cantisens CSR-801对酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae单细胞干质量进行直接测量。通过动态模式监测硅悬臂梁共振频率变化，并结合光学显微镜与共聚焦显微镜确定细胞在悬臂梁自由端附近的位置，利用考虑位置函数的质量-频率模型计算单细胞质量。结果显示，单细胞干质量为47.65±1...
传统空斑试验和免疫焦点试验用于滴定感染性登革病毒（DENV）颗粒时耗时长且劳动密集。本研究开发了一种基于登革病毒 NS3 蛋白酶活性的 DENV 蛋白酶活性检测系统（DENPADS），用于在细胞中可视化 DENV 感染。作者构建了稳定表达传感模块的 BHK-21 细胞系，该模块由 DENV-2 NS4B 与 NS5 前 10 个 N...
工程纳米材料已越来越多地用于消费品、环境治理、储能和生物医学等领域。大量实验与理论研究已证实，某些纳米材料可对生物细胞产生毒性。尽管其确切分子机制仍不清楚，但纳米材料与细胞膜之间的相互作用——无论是通过内吞还是直接穿透并可能引起裂解——普遍被认为是引发炎症甚至细胞死亡的第一步。为便于研究纳米材料与细胞膜的相互作用，本文展示了一种基于...
本文报道了一种基于二硒化钨（WSe2）纳米片和竞争性 RNA-RNA 杂交构型的超灵敏电化学生物传感器，用于检测 microRNA-21（miRNA-21）。将生物素化的目标同序列 miRNA 与样品混合，使其与固定在 WSe2 纳米片修饰电极上的巯基化 RNA 探针竞争结合；随后，杂交形成的生物素化 miRNA 与链霉亲和素-辣根...