气体生物传感器的应用研究进展

气体生物传感器是基于生物识别、生物转化及气体信号输出的传感器。近年来,由于气体生物传感器具有操作简单、灵敏度高、特异性好等特点,被应用于生物标志物、细胞、蛋白等靶物质的检测中。介绍了气体生物传感器的性质和分类,并分别阐述了蛋白酶介导的气体生物传感器、核酸酶介导的气体生物传感器、模拟酶介导的气体生物传感器和其他气体生物传感器的原理和应用,展望了气体生物传感器的检测手段和应用前景,为气体生物传感器的研究提供了参考。     

外切酶Ⅲ介导的功能核酸生物传感器研究进展

外切酶Ⅲ(Exonuclease Ⅲ,Exo Ⅲ)是一种可以特异性识别并催化dsDNA从3'-羟基端逐步水解并释放出单核苷酸的核酸酶,而对ssDNA的水解作用十分有限。基于Exo Ⅲ的外切酶活性,搭载不同的信号输出方式,该酶已被成功运用到DNA、小分子和金属离子等靶物质的放大检测中。本文主要根据所检测的靶物质不同,对Exo Ⅲ介导的生物传感器进行了分类综述,阐述了各传感器的基本设计原理和灵敏度等方面内容。此外,对Exo Ⅲ与其他信号放大策略或纳米材料相结合的最新研究进展也做了较为详细的介绍。最后,对Exo Ⅲ介导的生物传感器的优缺点和发展前景进行了总结和展望,有助于Exo Ⅲ介导的生物传感器在环境监管、生物分析或临床诊断领域的深层次应用和继续研发。     

关于双链特异性核酸酶介导的生物传感器研究进展

双链特异性核酸酶（DSN 酶）是一种能高效识别并酶切完全互补配对的 DNA 双链或者 DNA/RNA 杂交双链中的DNA 链,而对单链 DNA 和单 / 双链 RNA 几乎没有作用的核酸酶,所以 DSN 酶在生物和医学等领域有着广泛的应用。目前,基于DSN 酶对单双链核酸不同的切割特点,搭载不同的信号输出及扩增方式,已经建立了一系列生物传感技术,如比色法、荧光法、电化学法等。实现了 mi RNAs、m RNA、重金属离子等一系列生物标志物及食品安全风险因子的检测。另外,DSN 酶与新兴纳米材料搭载的纳米传感器也在 RNA 等物质传感中显示出了极大的分析优势。首先从结构、性质和切割方式 3 个方面介绍了 DSN 酶,并对近年来基于 DSN 酶介导的、具有代表性的生物传感器的组建及应用情况进行了综述,主要是根据不同的信号输出方法对 DSN酶介导的核酸传感器进行归类综述,包括光学传感器、电化学传感器和光磁传感器等。具体综述内容包括,详细地阐述了各种传感器的传感原理,综合比较了各传感器的检测范围及检测灵敏度等,同时还归纳了目前 DSN 酶介导的生物传感器能够检测的靶物质类型,有助于人们以后对 DSN 酶更深层次的使用。最后,对 DSN 酶介导的生物传感器目前存在的不足及今后的发展趋势进行了展望,旨在指导人们在未来使用 DSN 酶介导的生物传感器中能避免相关问题,研发出更快捷、更方便、灵敏度更高的生物传感器。     

关于双链特异性核酸酶介导的生物传感器研究进展

双链特异性核酸酶（DSN 酶）是一种能高效识别并酶切完全互补配对的 DNA 双链或者 DNA/RNA 杂交双链中的DNA 链,而对单链 DNA 和单 / 双链 RNA 几乎没有作用的核酸酶,所以 DSN 酶在生物和医学等领域有着广泛的应用。目前,基于DSN 酶对单双链核酸不同的切割特点,搭载不同的信号输出及扩增方式,已经建立了一系列生物传感技术,如比色法、荧光法、电化学法等。实现了 mi RNAs、m RNA、重金属离子等一系列生物标志物及食品安全风险因子的检测。另外,DSN 酶与新兴纳米材料搭载的纳米传感器也在 RNA 等物质传感中显示出了极大的分析优势。首先从结构、性质和切割方式 3 个方面介绍了 DSN 酶,并对近年来基于 DSN 酶介导的、具有代表性的生物传感器的组建及应用情况进行了综述,主要是根据不同的信号输出方法对 DSN酶介导的核酸传感器进行归类综述,包括光学传感器、电化学传感器和光磁传感器等。具体综述内容包括,详细地阐述了各种传感器的传感原理,综合比较了各传感器的检测范围及检测灵敏度等,同时还归纳了目前 DSN 酶介导的生物传感器能够检测的靶物质类型,有助于人们以后对 DSN 酶更深层次的使用。最后,对 DSN 酶介导的生物传感器目前存在的不足及今后的发展趋势进行了展望,旨在指导人们在未来使用 DSN 酶介导的生物传感器中能避免相关问题,研发出更快捷、更方便、灵敏度更高的生物传感器。     

关于双链特异性核酸酶介导的生物传感器研究进展

双链特异性核酸酶（DSN 酶）是一种能高效识别并酶切完全互补配对的 DNA 双链或者 DNA/RNA 杂交双链中的DNA 链,而对单链 DNA 和单 / 双链 RNA 几乎没有作用的核酸酶,所以 DSN 酶在生物和医学等领域有着广泛的应用。目前,基于DSN 酶对单双链核酸不同的切割特点,搭载不同的信号输出及扩增方式,已经建立了一系列生物传感技术,如比色法、荧光法、电化学法等。实现了 mi RNAs、m RNA、重金属离子等一系列生物标志物及食品安全风险因子的检测。另外,DSN 酶与新兴纳米材料搭载的纳米传感器也在 RNA 等物质传感中显示出了极大的分析优势。首先从结构、性质和切割方式 3 个方面介绍了 DSN 酶,并对近年来基于 DSN 酶介导的、具有代表性的生物传感器的组建及应用情况进行了综述,主要是根据不同的信号输出方法对 DSN酶介导的核酸传感器进行归类综述,包括光学传感器、电化学传感器和光磁传感器等。具体综述内容包括,详细地阐述了各种传感器的传感原理,综合比较了各传感器的检测范围及检测灵敏度等,同时还归纳了目前 DSN 酶介导的生物传感器能够检测的靶物质类型,有助于人们以后对 DSN 酶更深层次的使用。最后,对 DSN 酶介导的生物传感器目前存在的不足及今后的发展趋势进行了展望,旨在指导人们在未来使用 DSN 酶介导的生物传感器中能避免相关问题,研发出更快捷、更方便、灵敏度更高的生物传感器。     

生物传感器的研究进展综述

生物传感器是一种对生物物质的敏感,并且将其浓度转换成电信号进行检测的仪器。生物传感器是一种由固定化的生物敏感材料作为识别酶、抗原和微生物等生物活性物质,并且能够和适当的理化换能器和信号放大设备构成的分析的系统或者是工具,具有接收器和转换器的功能。目前生物传感器在食品工业、环境监测和发酵工业以及医学等领域都有所应用,并且随着生物科学等成果的发展,已经有了飞速的发展。本文将对生物传感器的发展现状进行分析,并且简述其在各个领域的应用情况。     

关于双链特异性核酸酶介导的生物传感器研究进展

双链特异性核酸酶(DSN酶)是一种能高效识别并酶切完全互补配对的DNA双链或者DNA/RNA杂交双链中的DNA链,而对单链DNA和单/双链RNA几乎没有作用的核酸酶,所以DSN酶在生物和医学等领域有着广泛的应用。目前,基于DSN酶对单双链核酸不同的切割特点,搭载不同的信号输出及扩增方式,已经建立了一系列生物传感技术,如比色法、荧光法及电化学法等。实现了miRNAs、mRNA及重金属离子等一系列生物标志物及食品安全风险因子的检测。另外,DSN酶与新兴纳米材料搭载的纳米传感器也在RNA等物质传感中显示出了极大的分析优势。首先从结构、性质和切割方式3个方面介绍了DSN酶,并对近年来基于DSN酶介导的、具有代表性的生物传感器的组建及应用情况进行了综述,主要是根据不同的信号输出方法对DSN酶介导的核酸传感器进行归类综述,包括光学传感器、电化学传感器和光磁传感器等。具体综述内容包括,详细地阐述了各种传感器的传感原理,综合比较了各传感器的检测范围及检测灵敏度等,同时还归纳了目前DSN酶介导的生物传感器能够检测的靶物质类型,有助于人们以后对DSN酶更深层次的使用。最后,对DSN酶介导的生物传感器目前存在的不足及今后的发展趋势进行了展望,旨在指导人们在未来使用DSN酶介导的生物传感器中能避免相关问题,研发出更快捷、更方便、灵敏度更高的生物传感器。     

适配体传感器在微生物检测中的应用

适配体是一类特异的核酸序列,具有靶分子广、特异性强、稳定等优点.该类核酸分子在体外通过SELEX(systematic evolution of ligands by exponential enrichment)技术(系统进化的指数富集技术)鉴定和筛选得到.相对于抗体,适配体为诊断和检测分析系统中的识别配基提供了另一个选择.适配体生物传感器是将生物识别元件和信号转换元件紧密结合,从而检测目标化合物的分析装置.适配体生物传感器在微生物检测方面具有分析速度快、灵敏度高、专一性强等特点,在微生物检测中显示出良好的应用前景.介绍了适配体、SELEX流程以及适配体传感器,综述了适配体传感器在微生物检测中的应用.     

一种免疫生物传感器对单核细胞增生李斯特菌快速检测方法的初步研究

应用F0F1-ATP酶旋转分子马达和免疫技术相结合,建立免疫生物传感器快速检测技术。首先pH变化敏感荧光物质F1300标记到色素体(chrom atophore)的内表面,然后在F0F1-ATP酶上连接β亚基抗体-生物素-链亲和素-生物素-单核细胞增生李斯特菌多抗复合体,得到可以捕获单核细胞增生李斯特菌的免疫生物传感器。传感器上负载菌量不同,酶活性不同,酶活变化以pH敏感的荧光探针来感应,最后通过荧光扫描仪检测不同菌量负载下的荧光信号。结果表明,该方法对单核细胞增生李斯特菌标准菌株(ATCC 15313)的检测时间为4.5 h,检出浓度为100 CFU/孔。     

FEN1酶介导的功能核酸生物传感器的研究进展

瓣状核酸内切酶-1(Flap endonuclease 1,FEN1)是一种可以识别三碱基重叠结构(三核酸)并对其进行切割,释放出5’-flap片段的结构特异性酶,并且有着高效稳定的切割效率。基于此种特性,通过不同的信号输出方式,FEN1酶现被用于DNA、RNA、病毒等放大检测中。首先对FEN1酶的发现、性质以及作用方面做了相应介绍,然后根据所检测的靶物质不同,对FEN1酶所介导的生物传感器进行分类,主要包括对单核苷酸多态性的检测、甲基化检测、基因型检测、RNA检测、病毒检测、肿瘤检测和微生物检测等。此外,对FEN1酶与纳米材料的结合以及体内表征及治疗也进行了较为详细的介绍。同时,还对传感器之间的原理、灵敏度、特异性及适用领域等方面进行比较和优缺点的简单评价。最后,对FEN1酶所介导的生物传感器的中存在的不足,以及未来的发展方向进行了展望,旨在为今后研发更便携、更灵敏、更准确的FEN1功能核酸生物传感器提供理论参考。     

核酸切割酶在病原微生物检测中的研究进展

DNA是遗传信息的重要载体,其空间构象折叠性质使其具有很多的功能。利用核酸切割酶(cleaving DNAzyme)识别特定单链DNA分子并能够切割其中某条单链的性质来构建传感器,将特异性识别过程转化为凝胶电泳表征、释放荧光、比色现象的信号输出,同时能很好的和扩增反应结合来实现信号放大。核酸切割酶通过体外筛选技术获得,可以与靶物质(小分子、蛋白质,甚至整个细胞)特异性结合。由于具有制备简单,易于修饰和良好稳定性等优点,核酸切割酶被用于构建生物传感器以检测病原微生物,已应用到现场检测甚至医疗中的体内检测,结合已经成熟的检测设备血糖仪、横流层析试纸条带进行微生物检测,并广泛地应用到生物传感、食品安全、医疗在内的重要领域中。综述了近年来核酸切割酶在微生物检测中的应用,讨论了核酸切割酶在微生物检测中的切割机理和产物、靶标以及表征手段,探索核酸切割酶在微生物实际检测中的意义。对该技术的发展前景及其面临的问题进行展望,以期核酸切割酶在微生物检测领域能够更好的发展。     

生物条形码检测技术及其研究进展

生物条形码检测技术作为一种新的诊断工具,已逐渐应用于蛋白质、核酸和小分子物质的检测。生物条形码技术通过构建"纳米金颗粒-目标物-磁纳米颗粒"三明治结构,利用磁场作用,将结合在纳米金颗粒表面的大量相同序列的寡聚核苷酸洗脱下来,并进一步放大信号,实现对目标物的间接或直接检测。本文介绍了生物条形码检测技术的原理及其应用,综述了生物条形码与生物芯片银染技术、酶标纳米金技术、生物传感器技术、微孔板银染技术以及聚合酶链式反应技术等高灵敏放大信号技术的联合应用;并对其前景进行了展望,探索其最佳反应条件、优化操作步骤和多种物质的残留检测,开发标准化、商业化的生物条形码检测技术免疫试剂盒是未来重要的研究方向。     

阵列电化学生物传感器研究进展

阵列生物传感器技术作为一种高通量、快速、选择性高和集成化的分析技术,已在基因组学和蛋白质组学的研究和药物筛选、环境分析,食品分析,临床诊断等领域中得到广泛的应用.阵列生物传感器主要有阵列光学生物传感器和阵列电化学生物传感器.阵列电化学生物传感器是将生物分子识别物质如酶、抗原/抗体、DNA等固定在阵列电极上,以阵列中每根电极产生的电化学信号作为检测信号的电化学分析器件.阵列电化学生物传感器以灵敏度高、分析速度快、选择性好、易于微型化和集成化以及仪器价格低廉等特点受到了研究工作者的极大关注.本文简单介绍了阵列电化学生物传感器的原理和特点,重点评述了2005年以来阵列电化学生物传感器在单组份检测和多组份同时检测两方面的研究进展,简单讨论了阵列电化学生物传感器研究中存在的问题.     

恒温技术介导的功能核酸生物传感器研究进展

随着社会不断发展,消费者对食品安全的关注度日渐上升,食品多样性日益增加,食品流通量日益增长,对食品安全检测技术的要求不断提升。功能核酸通过形成特定的空间结构,能够发挥除了储存遗传信息以外的多种功能,在检测领域起到重要作用。功能核酸生物传感器是一类利用功能核酸进行信号识别、信号放大或者信号输出的传感器,具有高灵敏度、高特异性、检测时间短、成本低等优势。为了避免对变温仪器设备的依赖,实现现场检测,恒温技术介导的功能核酸生物传感器发展迅速。相对于变温技术,恒温技术无需变温设备,有些在室温条件下即可进行,能够降低检测成本,在一定程度上缩短检测时间。根据恒温技术在功能核酸生物传感器中的功能不同,可以分为恒温介导的信号识别技术、信号放大技术和信号输出技术。就这3个方面对恒温技术介导的功能核酸生物传感器展开论述,并从理论层面、应用层面和学科交叉方面提出展望。     

基于信号放大技术的适体生物传感器研究进展

信号放大技术因其能实现低浓度分子检测,灵敏度高而在多个研究领域发展非常迅速。而适体作为识别分子已成功应用于多种生物传感器平台,在医疗诊断、环境检测、生化分析中显示出良好的应用前景。近年来,以适体为识别元件的生物传感器越来越受到人们的关注。综述了近3年来基于信号放大技术的适体生物传感器研究新发展。     

S1核酸酶介导的功能核酸生物传感器研究进展

S1核酸酶是一种高度单链特异的核酸内切酶,在最适的酶催化反应条件下,降解单链DNA或RNA,产生带5'-磷酸的单核苷酸或寡核苷酸。对双链DNA、双链RNA和DNA-RNA杂交体相对不敏感。目前,基于S1核酸酶内切酶的活性,搭载不同的信号输出及扩增方式,已经构建了一系列的生物传感器,实现了对金属离子、单链核苷酸、氨基酸等物质的检测,还能应用于核酸反应体系的纯化,多元化基因文库的构建等方面。首先从结构、性质方面介绍了S1核酸酶,并对近年来基于S1核酸酶介导的、具有代表性的生物传感器的组建及应用情况进行了综述;然后主要根据所检测的靶物质不同,对S1核酸酶介导的各种传感器进行了分类介绍;最后分析了目前S1核酸酶的研究现状,并且对未来S1核酸酶介导的生物传感器的发展方向进行了展望。     

生物传感器

生物传感器 (biosensor)是由固定化生物物质与适当的化学信号换能器件组成的生物电化学分析系统 ,具有特异识别生物分子的能力 ,并能检测生物分子与分析物之间的相互作用 ,用于微量物质的检测。1　生物传感器的优点生物传感器与传统的化学传感器和离线分析技术(如 HPLC或质谱 )相比 ,具有许多不可比拟的优势 ,如高度特异性 ,灵敏度高 ,稳定性好 ,成本低廉 ,体积小 ,能在复杂的体系中进行快速在线的连续检测。一般不需要样品的预处理 ,样品用量少 ,响应快 ,固定化敏感材料可反复多次使用 ,成本远低于大型分析仪器 ,易于推广普及。2　生物传…     

磁小体介导的生物传感器研究进展

磁小体(Bacterial magnetosomes,BMs)是由趋磁细菌(Magnetotactic bacteria,MTB)合成的用于在其水生栖息地中进行地磁导航的专用细胞器,由外部的脂质双层膜和内部的磁性纳米晶体组成。其具有粒径分布窄、形态均匀、单磁畴、顺磁性、比表面积大及生物相容性高等特点被广泛应用于医疗领域,可作为抗癌药物的递送载体、核磁共振成像对比剂和成像探针等。目前,基于BMs制备生物传感器并应用于生物检测技术领域的研究相对较少,且主要偏向于在BMs膜的表面共价或非共价修饰上抗体,利用抗原抗体之间的特异性免疫反应来实现靶物质的检测。综述了BMs的结构和组成、基本特性、提取和纯化、形态结构表征及其在靶物质富集方面的应用,并着重介绍了几类以BMs为基础的生物传感器如电化学生物传感器、荧光生物传感器、磁生物传感器等,讨论了磁小体介导的生物传感器在应用研究中的实际意义及其存在的问题。展望了磁小体介导的生物传感器的发展前景,面临的机遇及挑战,以期为促进磁小体介导的生物传感器的实际应用提供参考。     

生物传感器的现况与应用

生物传感器是在生物技术中应用的一种特定的装置。它利用生物物质(酶、蛋白质、DNA、抗原、抗体、生物膜等)作为识别元件,将生化反应转变成可定量的理化信号,从而能进行生命物质与化学物质的检测和监控。1962年迄今,生物传感器在生命科学领域获得蓬勃发展,每年世界总产值已跃升至130亿美元。为保证患者注射后的安全,生物制药要求的纯度很高,必须设计灵敏度高、能检出产品微量或迹量杂质的监测方法。已根据电极运用建成三种不同的传感器平台:电容生物传感器(capacitive biosensor)、表面胞质团共振(surface plasmon resonance,SPR)传感器与石英晶体微平衡器(quartz crystal microbalance,QCM)。近10年来,随着纳米技术的创新问世,已将生命物质的检测推进到纳米级的单细胞分析。利用光学技术、电学方法、原子力显微镜检(AFM)和纳米级操作,能窥知单个活细胞的纳米比例功能。关于生物传感器的应用已日益拓宽,其器械设置多种多样,对心血管疾病、糖尿病、内分泌病和遗传病可进行个体化追踪,即出现了"个体化医学"。对生物传感器的远景设想,本文亦提出初步探讨。     

检测食源性致病菌的生物传感器

  大肠埃希氏菌、李斯特氏菌和鼠伤寒沙门氏菌等几种食源性致病菌不仅威胁到人们的 生命安全,还会造成巨大的社会经济损失.生物传感器是将生物识别元件和信号转换元件紧 密结合,从而检测目标化合物的分析装置.生物传感器在致病菌检测方面具有分析速度快、 灵敏度高、专一性强等特点;可分为光学式、电化学式、压电式生物传感器等;在检测食源 性致病菌方面生物传感器表现出能够满足实际应用的发展潜力,但是生物传感器目前仍面临 并需要解决一些问题,这也是生物传感器从实验室到市场如此缓慢的原因.最后提出了实际 检测应用中对生物传感器的要求.