背景：目前糖尿病患者的血糖管理仅监测葡萄糖，但葡萄糖代谢还涉及胰岛素等生物标志物，因此不足。提出在葡萄糖之外监测额外生物标志物以改善血糖控制。本研究报道了一种快速、无标记、高灵敏度和准确度的胰岛素生物传感器。该原型也是未来多标志物传感平台技术的前期研究，可进一步改善血糖控制。方法：采用电化学阻抗谱（EIS）在金盘电极上固定胰岛素抗体...
近年来，脂质囊泡成为构建生物传感器的常用载体。囊泡可在选择性半透膜内容纳反应组分，为膜蛋白生物传感元件提供理想环境；脂质双分子层可使蛋白保持天然结构与功能，膜流动性允许构象变化及与目标分析物的生理相互作用。本文提出两种在微流控装置中制备巨型单层囊泡（GUV）的方法，可作为生物传感器基础。囊泡由水/油/水（W/O/W）双乳液模板制备，...
本文介绍一种用于检测单核苷酸多态性（SNP）的侧流生物传感器（LFB）。该检测由两步组成：环状链置换反应（CSDPR）和侧流生物传感器检测。第一步中，SNP位点的核苷酸由T4 DNA连接酶识别，信号通过具有链置换活性的DNA聚合酶进行放大，整个过程可在恒温条件下完成。第二步中，第一步反应产物由侧流生物传感器检测，该传感器是一种快速、...
细菌生活在不断变化环境中，为适应生理状态必须感知环境变化。当前对信号检测与处理机制及元件的理解，使我们能够利用一系列遗传元件处理环境信息。类似工程师使用电子元件构建电路，可重新连接细胞元件，构建数字逻辑和模拟基因电路，以编程方式使细胞对特定刺激产生设计行为。本文介绍设计和实现合成细胞基生物传感器的方法与协议，这些传感器利用工程化遗传...
我们考察了使用涂覆17 nt锁定核酸（LNA）探针DNA的(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3)0.65(PbTiO3)0.35（PMN-PT）压电板传感器（PEPS），在无需DNA分离和扩增的条件下原位检测尿液中单核苷酸KRAS突变。在野生型（WT）背景下，以4 mL/min流速和63°C，将PEPS垂直置于流场中心进行原位突变（M...
本研究开发了一种基于压电陶瓷谐振器的新型生物传感器，用于直接检测癌症标志物。首次将商用高谐振频率PZT陶瓷谐振器用作压电生物传感器换能器。设计双陶瓷谐振器并联方案：两个谐振器并联，一个作为传感单元，另一个作为控制单元，以最小化温度波动等环境影响并满足生物传感所需频率稳定性。通过测量频率变化检测前列腺特异性抗原（PSA）和甲胎蛋白（A...
电化学石英晶体纳天平（EQCN）能够实时分析动态表面事件，是研究生物分子相互作用的重要工具。EQCN 生物传感器基于质量敏感测量，可检测化学结合引起的小型压电晶体上的微小质量变化。在众多生物传感器中，压电生物传感器被认为是最灵敏的分析技术之一，能够检测皮克水平的抗原。EQCN 是监控抗生素低于最大残留限量（MRL）的有效手段。抗生素...
本章综述压电激励毫米级悬臂梁（PEMC）生物传感器的设计、制备、表征与应用。文中讨论了传感器的换能机制、传感原理和工作模式，重点介绍用于DNA和RNA检测的生物识别策略与表面功能化方法，尤其是基于自组装的硫醇化DNA探针固定策略。同时给出通过二次结合实验、可逆结合实验以及互补换能机制集成来验证生物传感器响应的方法，并列举医学诊断、食...
光寻址电位传感器（LAPS）是一种基于硅的表面电位检测器件，可与生物工程嗅觉感觉神经元（OSN）结合用于气味物检测。LAPS芯片作为换能器，通过监测细胞膜电位变化实现信号读出；在显微镜下使用直径与细胞尺寸相当的聚焦可移动激光选择目标单细胞进行测量。生物工程OSN通过瞬时转染将线虫嗅觉受体ODR-10的cDNA导入鼠原代OSN，使其在...
金刚石因宽禁带、高载流子迁移率和高击穿场，被视为高功率、高频电子器件的有前途材料；同时其生物相容性、长期耐久性、化学惰性和宽电化学电位窗口，也使其成为生物传感器候选材料。本文报道了基于氢化金刚石（H-diamond）的金属–绝缘体–半导体场效应晶体管（MISFET）的制备。制备流程结合激光光刻、干法刻蚀、原子层沉积（ALD）、溅射沉...
本文报道了一种基于有机电化学晶体管（OECT）的高灵敏度芯片式葡萄糖传感器。该器件将葡萄糖氧化酶（GOx）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）包覆铂纳米颗粒（Pt NPs）修饰的栅极电极与微流控通道集成。传感机制为：GOx催化葡萄糖氧化生成过氧化氢（H2O2），随后H2O2在Pt NPs催化下发生电化学氧化。该过程显著提高施加于PEDOT:P...
近年来，多种等温核酸扩增技术作为聚合酶链反应（PCR）的替代方法被开发出来。等温扩增与电学或电化学器件的结合，使高灵敏度、高通量的核酸检测成为可能。本研究在金电极表面进行固相滚环扩增（RCA），并利用计时库仑法（CC）以六氨合钌(III)（[Ru(NH3)6]3+，RuHex）为信号分子原位检测 RCA 产物。该方法对 DNA 和 ...
抗菌肽可作为生物识别元件用于细菌检测。本文以IIa类细菌素来源的抗菌肽Leucocin A（LeuA）为例，说明其能够以较高亲和力结合革兰阳性单核细胞李斯特菌（Listeria monocytogenes），而对金黄色葡萄球菌（S. aureus）、无害李斯特菌（L. innocua）和粪肠球菌（E. faecalis）等其他革兰阳...
创伤性脑损伤（TBI）目前主要依靠格拉斯哥昏迷量表和CT进行临床诊断，尚缺乏可快速量化损伤严重度的床旁或手持检测设备。去甲肾上腺素（NE）等儿茶酚胺在创伤后血中浓度升高，并与TBI严重程度相关，因此可作为潜在生物标志物。本文报道一种基于电化学阻抗的酶法生物传感器检测方法，用于检测NE。该方法采用三电极体系，以金盘为工作电极，Ag/A...
本文报道了一种用于 DNA 杂交检测的微流控电化学芯片（lab-on-a-chip, LOC）装置。该装置由 3×3 微电极阵列与双层微流控阀控操纵系统组成，可对微升级样品进行受控、自动化和高通量分析。微电极表面通过硫醇自组装修饰单链 DNA（ssDNA）探针，用于特异性捕获互补 ssDNA 靶标。检测采用电容法，通过测量 DNA ...
电化学生物传感器能够将生物事件直接转换为电子信号，是分析生物样品含量的有吸引力手段。其信号转导和整体性能通常取决于连接传感元件与生物样品的纳米尺度表面结构。最常见的表面修饰技术、多种电化学转导机制以及识别受体分子的选择都会影响传感器最终灵敏度。本文报道了一种新型电化学生物传感平台，该平台基于两种具有有趣电化学特性的纳米结构材料——金...
本研究开发了一种用于检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的新型高灵敏生物传感系统。该系统采用金纳米颗粒（AuNPs）、磁性纳米颗粒（mNPs）和电化学检测方法。作者设计并合成了二茂铁和单链DNA偶联的纳米颗粒，使其与MRSA DNA杂交。杂交复合物可借助磁性纳米颗粒实现磁分离。在+250 mV（vs. Ag/AgCl）恒电位下，...
本文报道了一种用于食品和临床样品中谷氨酸测定的无试剂丝网印刷安培生物传感器。谷氨酸脱氢酶（GLDH）和辅因子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）被完全整合到 Meldola’s Blue 丝网印刷碳电极（MB-SPCE）表面。生物组分通过未纯化多壁碳纳米管（MWCNTs）与壳聚糖（CHIT）混合后，以层层滴涂方式固定在 MB-SPCE ...
乙酰胆碱酯酶（AChE）常用于检测农药和金属离子，但此类传感器在特定浓度下同时响应农药与金属离子，选择性较差。为此，本研究通过测定 AChE 受抑制过程中生成的硫代胆碱量，评估 AChE 残余酶活，从而提高生物传感器效率。作者构建了 Pt/ZnO–CeO2/AChE/壳聚糖（Chitosan）电化学生物传感器，用于对 AChE 体系...
无标记纳米颗粒等离子体光学传感结合器件微型化与微阵列集成，为快速多重生物分子分析提供了有前景的方法，但灵敏度不足限制了其在临床和生命科学中低丰度生物分子检测中的应用。本文报道了一种集成微电极的纳米等离子流体器件，用于通过交流电渗增强局域表面等离子共振（ACE-LSPR）生物功能化纳米颗粒成像，对低丰度细胞信号蛋白进行快速无标记分析。...