本文报道一种简单、通用且快速的漂浮组装方法，用于制备光学透明的大面积碳纳米管（CNT）薄膜。通过溶剂诱导组装，漂浮膜被转移到平坦支撑基底上，形成导电且透明的 CNT 膜电极。所得电极具有均匀 40±20 nm 的多壁碳纳米管（MWCNT）层，并通过电化学和显微镜方法表征。该方法无需专用薄膜制备设备，也避免了可能损害电化学性能的表面活...
豆科植物通过根瘤菌共生固氮（SNF）将大气氮转化为可用氮，但作物品种与根瘤菌菌株间不兼容或次优互作常导致固氮率下降。为低成本、高通量筛选根瘤菌接种剂，作者建立了一种基于叶片打孔的全细胞生物传感器检测方法。该方法利用GlnLux生物传感器，即谷氨酰胺（Gln）营养缺陷型大肠杆菌菌株表达组成型lux操纵子，在检测到Gln后产生生物发光。...
可穿戴设备领域仍缺乏能够在柔软、无线且一次性系统中提供有价值生物指标数据的装置。理想系统应兼具高性能、多功能、无电池和低成本。近场通信（NFC）是许多智能手机内置的无线协议，可读取无源标签数据。已有NFC可穿戴生物传感器报道，但通常不可拉伸，或需依赖耗时耗力的光刻与转印工艺。本文采用干式、自由形式的“剪贴”方法，在数分钟内制造出无线...
细胞类型鉴定和分化过程通常需要流式细胞术、免疫细胞化学和分子标志物检测等复杂技术，依赖专业设备和人员。本研究旨在分析电生物阻抗谱(EBIS)测量作为简单替代技术，用于识别未分化小鼠多能干细胞(mPSCs)、小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)以及3T3-L1前脂肪细胞向成熟脂肪细胞分化过程中的细胞群体。将约2×10^5个细胞悬于200 µ...
本文提出一种基于光学腔和差分检测的低成本生物传感器，用于即时诊断。光学腔由两层部分反射金属膜构成，腔内光多次反射形成共振；当腔内生物分子吸附或折射率变化时，共振曲线发生移动。系统采用低成本激光二极管和sCMOS相机检测强度变化，并通过不同波长差分计算提高响应度。两激光系统（780 nm和850 nm）实验表明，差分信号响应高于单波长...
基于多普勒的非接触生命体征（NCVS）传感器可在不接触患者的情况下监测心率、呼吸率和运动状态。本文提出一种新型单板多普勒相控阵天线NCVS生物传感器系统，可借助智能自动目标跟踪与最优波束转向算法实现稳健的整夜连续NCVS监测。该系统在1.75 m距离下，对约6 h的整夜监测期间采集的超过40万个数据点进行分析，实现了整夜连续生命体征...
生物传感器技术与可穿戴设备的进展为远程健康监测、实时诊断和疾病预防提供了重要机会。可穿戴设备产生大量数据，数据挖掘技术对其分析不可或缺，深度学习是医疗健康应用和疾病诊断中有前景的方法。然而，传统深度神经网络计算密集，难以在低功耗体侧设备中用于实时诊断。本文提出基于条件深度学习的分阶段推理（SICDL），作为创建健康监测系统的节能方法...
本文报道一种可同时检测葡萄糖并为便携式电子设备（如数字血糖仪）供电的新型自供电生物传感系统。该系统由酶促葡萄糖生物燃料电池构成，生物阳极固定吡咯喹啉醌葡萄糖脱氢酶（PQQ-GDH），生物阴极固定胆红素氧化酶（BOD），并在单电池基础上集成双级功率放大电路，以放大电池产生的电功率；同时引入电容电路作为葡萄糖传感换能器，通过监测电容充放...
为突破弗林蛋白酶（Furin）活性检测灵敏度与准确性不足的问题，本文开发了一种基于双信号放大和抗污纳米表面的比率电化学生物传感器，用于细胞中 Furin 活性的灵敏、准确测定。研究首次设计了可被 Furin 在 –RVRR– 位点选择性切割的多响应位点肽 P3（HS-CMRVRR↓YKDFDG），其三个含 –COOH 的氨基酸残基可...
本文报道首个基于隐环烷（cryptophane）的“开启型”129Xe NMR 生物传感器，用于在溶液中监测钙调蛋白（CaM）的激活状态。该传感器由三丙炔基隐环烷宿主分子通过铜催化叠氮-炔环加成连接17个氨基酸的FRRIAR钙调蛋白结合肽及两个水溶性基团构成。游离状态下，FRRIAR肽与隐环烷疏水腔之间的相互作用使超极化129Xe-...
苏丹红I是一种含偶氮基的致癌性工业染料，常被非法添加至食品中以赋予鲜红色泽。本文报道了一种基于等离子体增强硅藻土薄膜的简易芯片化检测器件，用于真实食品样品中苏丹红I的即时、超灵敏检测。该器件将薄层色谱（TLC）与表面增强拉曼散射（SERS）光谱集成于同一芯片：硅藻土作为天然光子晶体生物二氧化硅，既充当TLC固定相实现样品分离，又利用...
Photobacterium damselae subsp. damselae（Pdd）是海洋鱼类的新型病原体，也与组胺食物中毒有关。本研究对从利古里亚海捕获的鲻属（Mugil）和鲻鲷属（Liza）鱼类中分离的8株Pdd进行表征，并建立了从鱼样中检测产组胺Pdd的方法。采用组胺生物传感器在TSB+培养基中评价菌株产组胺能力。随后用两...
本文报道了一种以红藻 Gelidium amansii 为生物还原剂，通过绿色合成法制备分散良好的立方金纳米颗粒（AuNPs）的方法。将藻粉与 0.5 mM HAuCl4 反应，可得到粒径约 4–7 nm、长径比约 1.4 的立方 AuNPs。XRD 显示颗粒具有面心立方结构，出现 (111)、(200)、(220) 和 (311)...
RNA 降解在基因表达调控中起核心作用。为在单细胞水平刻画 RNA 周转的时空动态，作者开发了一种基于双色单分子 RNA 成像的荧光生物传感器 TREAT。该报告 mRNA 的 3' UTR 中串联 PP7 与 MS2 茎环，并在二者之间插入可阻断 Xrn1 的病毒假结，使完整转录本与稳定的 3' 末端降解中间体可被区分。在固定细胞...
本文利用石英晶体微天平（QCM）方法评估糖苷键中硫原子对蛋白识别的影响。作者发展了α1-2和α1-6连接的O-与S-二甘露糖的合成路线，并以甘露糖功能化QCM传感器为平台，在自动流动系统中开展与刀豆蛋白A（Con A）的竞争结合实验。传感器表面通过光引发亚硝基介导偶联、炔基聚乙二醇连接臂及铜催化叠氮-炔环加成（CuAAC）固定α-D...
肾移植患者需要终身监测以发现同种异体移植排斥。重复活检虽是临床金标准，但属于有创操作，存在并发症风险且成本较高；血清肌酐或尿蛋白虽无创，却是晚期标志物且特异性低。作者报道一种基于尿液的肾移植排斥检测平台，称为iKEA（integrated kidney exosome analysis）。该平台检测免疫细胞释放到尿液中的细胞外囊泡（...
表面化学是多种生物传感应用的关键使能因素。基于表面等离子共振（SPR）的生物传感器通常采用硫醇化学作为金基底与功能生物传感表面之间的连接层，但已有研究表明，此类传感表面在氧气存在下易发生氧化/降解，以往提高稳定性的努力进展有限。作为替代方案，近期在金表面沉积N-杂环卡宾（NHC）自组装单分子层（SAM）的研究显示出显著潜力。本文报道...
蛋白生物传感器广泛用于监测活细胞及体外体系中的代谢物浓度和酶活性。中性粒细胞弹性蛋白酶（neutrophil elastase, NE）是一种与炎症疾病相关的丝氨酸蛋白酶，其活性若不受调控可导致病理状态。本研究聚焦于一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的 NE 活性生物传感器的结构表征。该传感器由黄色荧光蛋白（YFP）...
连续监测特定生物标志物为评估疾病状态与进展提供了有前景的方法。本工作展示了一种基于复合水凝胶的传感平台，用于乳酸的光学检测。该传感器由嵌入外层水凝胶基质中的微尺寸酶传感器组成。在工程化微域中，封装的乳酸氧化酶（LOx）作为生物活性识别组分，磷光金属卟啉（PdTCPP）作为光学换能器，涂覆在酶微传感器表面的聚电解质多层膜（PEM）用于...
水毒性监测对评估饮用水安全和污染水平具有重要意义。本文提出一种填充聚苯乙烯颗粒的小型微生物三电极细胞（M3C）生物传感器，用于在线监测急性水毒性。该传感器以生物阳极性能相关的峰电流作为毒性指标，通过比较含样水样与非毒标准水获得的峰电流，以抑制率确定急性水毒性。聚苯乙烯颗粒的引入不仅减少了样品用量，还提高了传感器灵敏度。作者优化了 P...