葡萄糖和pH是糖尿病的两个重要指标，但二者在脑内的同时动态变化仍不清楚，主要缺乏能在活大鼠脑内同时定量两种物质的单一生物传感器。本文开发了一种选择性、灵敏的比率电化学生物传感器，利用电流和电位两种输出，在糖尿病模型大鼠脑内同时定量葡萄糖和pH。葡萄糖氧化酶（GOD）被用作葡萄糖和pH的特异性识别元件，因为其活性中心FAD可发生2H+...
本文报道了一种基于纳米量热法的即时检测（POC）生物传感器，用于代谢疾病管理。该器件采用差分传感结构消除共模噪声，并利用毛细管微流控通道将样品输送至热电传感器。量热器采用27结铋/钛热电堆，总塞贝克系数为2160 μV/K，分辨率为1.4 ± 0.2 nJ/(Hz)^1/2。样品通过毛细作用进入通道，仅需小于1 μL，适合指尖血检测...
微生物亚砷酸盐氧化是将毒性较强的亚砷酸盐转化为毒性较低的砷酸盐的重要生物地球化学过程。Thiomonas 属菌株是酸性矿山排水中广泛存在的重要亚砷酸盐氧化菌。本研究从 Thiomonas delicata DSM 16361 中克隆亚砷酸盐氧化酶基因 aioBA，在大肠杆菌中异源表达并纯化至均一。SDS-PAGE 显示纯化重组 Ai...
研究分子相互作用通常需将目标分子标记荧光报告基团，但荧光标记对分子动力学的影响长期缺乏替代方法而难以量化。本文开发了一种光子-等离子体混合“天线在纳米腔”单分子生物传感器，用于在无荧光标记条件下实时研究DNA-蛋白相互作用。该传感器基于硅基光子晶体纳米梁腔与金纳米颗粒天线构成的混合模式，兼具高Q因子和极小模式体积，可检测单个DNA与...
细胞质钙离子浓度的瞬时升高是植物感知环境的主要信号之一。钙在非生物胁迫检测中的作用已有充分记录，但在生物互作中的作用仍不清楚。本文使用荧光钙生物传感器（GCaMP3）并以桃蚜（Myzus persicae）为工具，在活体和实时条件下研究拟南芥（Arabidopsis thaliana）在活体生物互作过程中的钙动态。我们证明，在桃蚜取...
目前囊性纤维化（CF）患者无法在家追踪肺部健康状况，只能依赖医生检查，导致治疗延迟和肺损伤。为利用智能手机的普及性降低成本并提高便携性，作者设计了一种基于智能手机的外周pH测量装置，可直接插入耳机孔获取电力，并与手机应用程序通信。该平台使用pH缓冲液和CF患者痰液样品进行测试，在完全自供电并与三星Galaxy S3通信的情况下，配合...
本文报道了一种新型导电 DNA 基纳米材料——DNA-肽纳米线，其由双链 DNA（dsDNA）核心和外围阳离子肽层组成。作者将线性 dsDNA 与阳离子肽 KA6 共轭，并通过梳状沉积将其固定在硅基纳米电极之间，利用静电力显微镜（EFM）和直接 I–V 测量评估其电学性能。结果表明，KA6 包覆可显著增强 DNA 的导电性，使其电流...
细菌生物膜是医疗环境中感染的重要原因。表面等离子共振（SPR）生物传感器不仅可用于检测生物分子和表征生物材料，也可用于监测细菌膜形成。本文报道了一种角度型 SPR 生物传感器用于实时监测细菌生长、生物膜形成及不同清洁剂作用下生物膜去除的概念验证研究。该自制 SPR 仪器可同时记录临界角和共振角，从而提供常规强度型 SPR 系统难以获...
尿酸（UA）是嘌呤代谢产物，其浓度异常与痛风及心血管疾病相关，临床检测具有重要意义。本文报道了基于硫化锌（ZnS）纳米结构的电化学与光电化学生物传感器用于尿酸检测。作者采用简单水热法，通过调节乙二胺与水的比例，制备出一维至三维不同形貌的ZnS纳米材料，并利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）和X射线衍射（XRD）进行表征。将ZnS纳...
本文报道了两种用于测定肉类中生物胺的一次性化学发光生物传感器，并与柱前衍生化高效液相色谱法进行比较。传感器分别以腐胺氧化酶或二胺氧化酶为催化识别元件，将腐胺氧化为4-氨基丁醛，同时生成过氧化氢；过氧化氢在碱性条件下与鲁米诺发生钴催化化学发光反应，发光强度与过氧化氢及腐胺浓度相关。腐胺氧化酶传感器的最低可测浓度为1 mg/L，按3σ计...
本研究合成三维超支化TiO2纳米棒阵列，并用于构建多巴胺（DA）敏化光电化学（PEC）免疫传感器。为延长载流子寿命并增强光电流响应，提出以DA作为敏化剂的信号放大策略。DA敏化的TiO2可缩短载流子扩散距离，提高光收集效率与电荷收集效率，从而提升PEC传感器性能。该策略充分利用抗体-抗原特异性识别与DA敏化PEC信号放大优势，有利于...
代谢综合征与心血管疾病、2型糖尿病及糖尿病前期密切相关，血糖调控异常是其中重要病理环节；乳酸作为厌氧代谢产物，可反映有氧与无氧代谢平衡，二者联合检测可提供更有价值的诊断信息。本研究采用双通道热生物传感器（Enzyme Thermistor, ET）在全血中连续、同时测定葡萄糖和乳酸。一个通道固定葡萄糖氧化酶用于葡萄糖分析，另一通道固...
本文报道了一种可在非搅拌样品溶液中工作的无外加试剂安培葡萄糖生物传感器。工作电极以石墨棒（GR）为基底，将1,10-菲啰啉-5,6-二酮（PD）和葡萄糖氧化酶（GOx）逐层吸附于GR表面，干燥后用戊二醛（GA）蒸气对GOx进行化学交联。优化制备条件为PD负载量12.6 μg、GOx负载量0.24 mg、GA交联25 min。在+20...
本文提出一种基于纳米线的亲和型生物传感器设计策略，用于在生物样品中传感并测量生物标志物浓度。与常规生物传感器相比，此类传感器在检出限、响应时间、成本和尺寸方面表现出更优性能，但影响器件性能的参数较多，必须加以确定。为求解该设计问题，作者发展了一个基于随机输运方程的综合模型，使传感行为的优化成为可能。该模型面向纳米线场效应生物传感器，...
NMDA受体（NMDAR）被认为在发育神经回路连接精修中起关键作用。药理学阻断或遗传功能缺失使发育期NMDAR失活会导致拓扑轴突投射紊乱；但由于NMDAR也参与整体谷氨酸能传递，这类功能缺失实验难以区分NMDAR与一般神经活动的作用。胶质递质D-丝氨酸是NMDAR共激动剂，是NMDAR通道开放所必需，但本身不能介导神经传递。本文显示...
本研究采用去溶剂化法制备血红蛋白纳米颗粒（HbNPs），并经透射电镜、紫外光谱和傅里叶变换红外光谱表征。将 HbNPs 共价固定于多晶金电极（AuE）表面，构建安培法过氧化氢（H2O2）生物传感器，并用扫描电镜、循环伏安法和电化学阻抗谱表征修饰前后电极。在含 100 μM H2O2 的 0.1 M 磷酸钠缓冲液（pH 6.5）、30...
激素诱导癌症和生殖系统疾病增加，使外源雌激素筛查技术需求上升。本文报道了一种基于雌激素受体（ER）的可重复使用光纤生物传感器，用于环境雌激素化合物的简便筛选。该生物测定基于外源雌激素与17β-雌二醇（E2）竞争结合重组人雌激素受体α（hERα）蛋白，使E2游离并结合荧光标记抗E2单克隆抗体；未结合的抗体随后结合光纤表面固定的E2–蛋...
血红素在疟疾等病理过程中发挥重要作用，但游离血红素在细胞内的原位定量长期困难。Niles 等开发了一种遗传编码蛋白传感器，由增强青色荧光蛋白 ECFP、增强黄色荧光蛋白 EYFP 和恶性疟原虫富含组氨酸蛋白 HRP2 衍生的血红素结合片段组成。原设想通过血红素结合诱导构象变化实现 FRET，但实验显示该传感器表现为血红素结合后 EY...
为评估体外类器官的功能并评价其对药物或化学物质的长期生物学响应，需要能够持续监测生物标志物的高效传感平台。本文报道了一种新型无标记微流控电化学（EC）生物传感器，其内置芯片级再生能力，可在不降低灵敏度的情况下，以全自动方式持续测量类器官培养物中细胞分泌的可溶性生物标志物。该微流控 EC 生物传感器与人肝芯片平台集成，通过连续监测分泌...
全细胞生物传感器在制药和化妆品行业的防腐剂效力测试（PET）中应用较少。药典通常要求采用传统活菌计数法检测防腐剂对微生物的抑制作用，而全细胞微生物生物传感器有望提供快速、高效的替代方法。本研究评估铜绿假单胞菌 ATCC9027 及其经验证的生物发光菌株在苯扎氯铵（BKC）防腐剂效力测试中的适用性。通过细菌复制、生物发光和荧光三种方式...