核酸适体生物传感器快速检测牛奶中抗生素

为了现场快速检测牛奶溶液中四环素类抗生素的含量,对电极进行阳极氧化、氨基化、活化等一系列处理,将四环素核酸适体作为识别分子,共价固定于玻碳电极表面,构建出新型核酸适体生物传感器。传感器可以特异性结合标本中四环素类抗生素,并产生电化学信号,强度与抗生素浓度相关。其最低检测量是1μg/L,检测时间为5 m in。     

多孔硅适配子生物传感器的电化学研究

构建1种用于快速检测四环素的新型电化学纳米多孔硅(PS)生物传感器。通过脉冲腐蚀法制得多孔硅基片,将适配子固定于其上,这种四环素适配子能够特异性识别四环素分子,并引起阻抗值的变化。利用电化学交流阻抗法比较固定适配子前后硅片表面阻抗值的变化,以及在体系中加入不同浓度四环素后阻抗谱的变化。选择1个合适的等效电路对测得的阻抗数据进行拟合,获得了四环素浓度与阻抗值的变化规律。传感器的线性检测范围为2.079~62.37 nmol/L,检测限为2.079 7 nmol/L。     

基于表面等离子共振的适配体传感器应用研究进展

基于表面等离子共振的适配体传感器是利用适配体进行高特异性、高灵敏度、高通量检测的新型生物传感器。我们在简要阐述适配体的筛选方法、偶联技术及适配体传感器工作原理的基础上,结合最新的研究结果,对基于表面等离子共振的适配体传感器在生物活性小分子检测、传染病检测、肿瘤标志物检测、食品安全监测等方面的应用研究进展进行了综述。     

非标记表面增强拉曼光谱在DNA检测中的应用

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种超灵敏的生化分析技术,已经被广泛运用于细胞、核酸、蛋白质等生物分子的检测,在生物医学领域表现出了巨大的应用潜力。近年来,将表面增强拉曼光谱技术应用于遗传物质DNA的精准检测,引起了人们广泛的关注。本文简要叙述了表面增强拉曼光谱技术的基本原理及其在DNA检测中的优势,主要介绍了非标记的DNA-SERS检测应用进展,其中包括本项目组的相关工作。研究表明,非标记DNA-SERS技术有望成为一种快速、准确的临床诊断方式。     

生物反应过程培养液成分在线检测技术进展

本讨论目前常用的几种生物反应过程培养液成分在线检测技术,包括原位及非原位在线检测技术,如红外光谱技术、荧光检测技术、生物传感器检测等;并对各种检测技术的优缺点和研究状况。     

细菌生物被膜检测与分析方法

细菌生物被膜(Biofilm,BF)由物体表面集聚生长的微生物群落和自身分泌的胞外物质构成,是造成细菌产生多重耐药性的原因之一。可靠、简单和快速的BF检测方法有助于有效预防和治疗相关疾病。基于不同原理的检测与分析方法已广泛用于BF研究中,本文从生物学方法、物理方法和化学方法等方面对BF检测方法进行总结,重点阐述显微镜技术在BF检测中的应用。并介绍了近年来发展的拉曼光谱、质谱成像、MALDI-TOF-MS等新技术,同时比较其优点和局限性,以便研究者找到最合适和最新的研究方法。     

基于CRISPR/Cas系统的核酸生物传感器

近年来,CRISPR/Cas系统已经成为转录调控和基因组编辑的重要工具。除了在基因编辑领域的贡献,CRISPR/Cas系统独特的靶核酸顺式切割和非特异性单链核酸反式切割能力,在开发核酸检测的新型生物传感器方面展现出巨大潜力。构建基于CRISPR/Cas系统高灵敏度生物传感器的关键通常依赖其与不同信号扩增策略,诸如核酸扩增技术或特定信号转导方法的结合。基于此,本文旨在通过介绍不同类型的CRISPR/Cas系统,全面概述基于该系统的核酸检测生物传感器的研究进展,并重点对结合核酸扩增技术（PCR、LAMP、RCA、RPA和EXPAR）、灵敏的信号转导方法（电化学和表面增强拉曼光谱）和特殊结构设计生物传感的三大类型信号放大策略的CRISPR/Cas生物传感器进行总结和评论。最后,本文对目前的挑战以及未来的前景进行展望。     

基于光谱技术的产前检测方法研究进展

优生优育是我们重要的国策。自二胎政策颁布以来,高龄产妇数量呈现明显上升的趋势,先天性畸形儿的发生几率变大。传统的产前检测方法存在较高流产风险、灵敏度低、耗时等问题,探寻一种无损快捷、经济灵敏的产前检测方法至关重要。本文首先介绍了常见的胎儿出生缺陷及当前临床常见的产前检测方法的优缺点,重点综述了光谱技术的特点及其在产前检测中的应用。其中包括光谱核型、实时荧光定量PCR、SNP等位基因位点分析等利用荧光光谱分析方法和拉曼光谱在产前检测中的应用情况。特别阐述了表面增强拉曼光谱SERS在生物检测中的优势,最后总结并展望了SERS光谱在产前检测的应用。     

滚环扩增技术在电化学生物传感器中的应用

在电化学生物传感器的设计中,信号放大是实验环节中的重要步骤,特别是对靶标进行灵敏度分析时更是不可或缺。滚环扩增（rolling circle amplification,RCA）能够在短时间内得到大量产物,并在电极表面进行扩增或孵育,然后通过一定的设计使电化学信号被快速放大。RCA技术具有高度的灵敏性和特异性,电化学生物传感器则可提供实时、快速、低成本的检测。为了更好的了解RCA,介绍了RCA环化的基本原理、RCA种类,重点总结了RCA与电化学生物传感器结合的不同技术类型及应用,并对未来相关研究领域的发展趋势进行了展望,旨在为RCA技术在电化学生物传感器中的进一步发展和应用提供参考。     

食源性致病细菌适配体生物传感器研究进展

食品安全是如今大众关注的焦点,而食源性致病细菌是导致食品安全问题事件频发的主要原因之一,因此需要开发一种快速灵敏便宜的检测方法,对食源性致病细菌进行监督检测。适配体是在体外基于SELEX技术,从单链寡核苷酸随机文库中筛选出的对靶标具有高亲和性、特异性的寡核苷酸(DNA或RNA)片段。由于食源性致病细菌的表面结构物质复杂,基于SELEX技术的适配体筛选方式被不断改良。本文介绍了几种SELEX改良技术,同时对适配体结合力的十种表征方法进行了比较,并对几种常见食源性致病细菌重要的(DNA、RNA、劈裂)适配体进行总结。由于适配体具有众多优于抗体的特性,用于食源性致病细菌检测的适配体生物传感器得到快速发展,其中电化学传感器及光学传感器应用最为广泛。对食源性致病细菌的光学适配体传感器与电化学适配体传感器的最新研究进展进行重点综述,并提出了未来适配体传感器的发展趋势,旨在为微生物检测技术开拓新领域,指引新方向。     

量子点表面分子印迹光纤传感器的制备及应用

近年来,许多研究人员不断努力为药物、除草剂、食品添加剂等小分子物质高特异性、高灵敏的检测和分析开发新的方法和技术。然而,目前通用的分子检测方法的实施需要较长的前处理时间、昂贵的大型仪器设备及专业操作人员,无法实现有选择的识别及快速的现场检测。所以,在本研究中我们将量子点表面分子印迹聚合物(QDs@MIPs)与光纤相结合,构建了一种新的光纤探头,并将该光纤探头应用于光纤传感器,检测小分子物质莱克多巴胺(RAC)。试验中,我们对QDs@MIPs的表征、光纤探头的性能、光纤探头对RAC的浓度响应、光纤传感器的特异性及光强分布进行了探究。研究结果表明,该光纤探头应用于光纤传感器能够提高光纤传感器的灵敏度,使分子印迹光纤传感器具有更高的特异性识别能力和较强的抗干扰能力,同时检测过程简便快捷,适用于快速的现场检测。     

SERS标记方法在生化分析中的应用

表面增强拉曼散射(SERS)标记方法结合现代生物标记方法与SERS光谱技术,使吸附到金或银等贵金属表面的标记分子的拉曼信号显著增强,并将其作为标记示踪信号,具有生物兼容性好、灵敏度高、分子特征性强和快速简便等优点,已成为新颖的标记示踪技术的研究热点之一。本文综述近年来SERS标记技术应用于基因分析、蛋白质检测、微生物检测、肿瘤靶向和小分子物质的最新进展,着重介绍蛋白质和小分子物质的检测,并展望了今后的发展方向。     

二硫化钼纳米材料在生物传感器中的应用

近年来纳米材料的不断引入，为生物传感技术提供了新的研究途径，大大提高了生物传感器的性能。其中，二硫化钼(MoS₂)纳米材料由于比表面积大、带隙可调、电子迁移率高等独特性质，在生物传感器中被广泛应用。本文首先介绍了基于MoS₂纳米材料的电化学、场效应晶体管、表面增强拉曼散射、比色、双模式生物传感器的基本原理、研究进展及性能对比，重点分析了MoS₂纳米复合材料的结构、组分等对传感器灵敏度、检测范围、检测限、特异性等性能的影响，总结了MoS₂生物传感器的优势并对其未来发展趋势进行了展望，为MoS₂生物传感器在生物检测领域的进一步应用以及未来研究方向提供了思路。     

兽药残留快速检测方法比较分析

兽药残留是动物性食品不合格的多发指标,因此食品中兽药残留快速检测技术逐渐成为当前人们关注的重点之一。本文中,笔者比较综述了常用的兽药残留快速检测技术,分别介绍了拉曼光谱技术、薄层色谱技术、免疫学技术、生物传感器技术和生物芯片技术等兽药残留快速检测技术的不足及优势,分析了兽药残留快检技术发展趋势,以期对今后兽药残留快速检测技术的发展具有一定的借鉴意义和指导作用。     

介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术研究进展

介孔二氧化硅纳米粒子(Mesoporous silica nanoparticles,MSNs)是一种表面多孔的无机纳米粒子,具有粒子和孔的大小可调节,大的表面积和孔体积,可进行表面修饰以及良好的生物相容性等特点被广泛应用于医疗领域作为抗癌药物的递送载体。目前,将MSNs与功能核酸(Functional nucleic acids,FNA)进行良好结合并制备生物传感器应用于检测技术领域的研究主要偏向于把FNA固定在MSNs表面,通过FNA结构的改变实现介孔中客体分子的可控释放,进一步转换为荧光信号、电信号等进行检测。综述了MSNs的基本属性、制备及其应用,重点介绍了几类基于MSNs的功能核酸生物传感器,讨论了介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术在应用研究中的实际意义及其存在的问题,最后展望了该项技术的发展前景,可能面临的机遇及挑战,以期能够进一步促进介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术在实际中的应用。     

介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术研究进展

介孔二氧化硅纳米粒子(Mesoporous silica nanoparticles,MSNs)是一种表面多孔的无机纳米粒子,具有粒子和孔的大小可调节,大的表面积和孔体积,可进行表面修饰以及良好的生物相容性等特点被广泛应用于医疗领域作为抗癌药物的递送载体。目前,将MSNs与功能核酸(Functional nucleic acids,FNA)进行良好结合并制备生物传感器应用于检测技术领域的研究主要偏向于把FNA固定在MSNs表面,通过FNA结构的改变实现介孔中客体分子的可控释放,进一步转换为荧光信号、电信号等进行检测。综述了MSNs的基本属性、制备及其应用,重点介绍了几类基于MSNs的功能核酸生物传感器,讨论了介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术在应用研究中的实际意义及其存在的问题,最后展望了该项技术的发展前景,可能面临的机遇及挑战,以期能够进一步促进介孔二氧化硅介导的功能核酸检测技术在实际中的应用。     

基于表面等离子体共振和电化学联用的DNA传感器研究进展

表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)技术旨在检测物体表面附近折射率的变化,其特点是无标记、实时、灵敏和快速,该技术多用于研究分子的相互作用,包括动力学、效率常数和大分子构象变化等。电化学(electrochemical,EC)技术是一项用于定性定量研究电子转移、物质氧化还原、界面吸附等过程的成熟技术,具有简单、低成本和设备小型化的优点。现有的DNA杂交技术,例如光学、电化学或压电转导技术,主要关注于提高DNA杂交检测系统的选择性和灵敏度。传统的SPR在DNA分析方面,由于无法测量折射率的极小变化而在超灵敏检测中的应用受到限制。因此,随着纳米材料的研发和联用技术的飞速发展,SPR与EC联用的生物传感器研究越来越成为人们关注的热点。近年来,关于SPR和EC联用在DNA检测方面的综述鲜有报道。对SPR和EC检测DNA的技术原理、联用方法、应用进展等方面作出了简要的介绍,以期为表面等离子共振和电化学联用的DNA传感器相关研究提供参考。     

基于纳米酶的比色生物传感器在生物医学检测中的应用

比色生物传感技术由于具有灵敏度高、方法简单并且容易操作等优点，已广泛应用于生物环境中污染物检测、生物体内重要标志物的检测以及癌症筛查等多个领域。基于纳米酶的比色生物传感器主要是借助纳米酶自身所具有的催化能力，模拟类过氧化物酶活性，将显色剂氧化生成有色溶液，从而实现可视化检测，并通过对有色溶液吸光度的检测得到相关物质的含量。与无纳米酶的比色生物传感器相比，基于纳米酶的比色生物传感器具有选择性更高、检测更快以及灵敏度更高等优点。纳米酶在具有天然酶活性的同时还具有成本低、稳定性好的、易于合成等优点，其相关研究越来越广泛。目前，基于纳米酶的比色生物传感器已成为辅助相关医学检测的重要方法，同时也广泛应用于便携和实时性相关检测当中，为医学检测提供了重要的支持和保障。为了提高比色生物传感器的灵敏度以及应用范围，研究人员也在致力于增加可检测物质的种类以及纳米酶种类的多样化等。本文主要介绍基于纳米酶的比色生物传感器的检测原理、几类典型的纳米酶，以及基于纳米酶的比色生物传感器在生物医学检测领域中的应用情况和研究进展。     

CorTectorTM SX100：一款桌面式荧光相关光谱仪的原理和应用

荧光相关光谱检测技术具有超灵敏(单分子)、快速(数秒至数分钟)和多功能(检测分子浓度、大小和相互作用)等技术优点,且无需反应物分离,因此有潜力成为一种新型均相、高敏荧光免疫检测技术,适用于在溶液中或单个活细胞内检测生物分子特性．本文首先介绍荧光相关光谱检测技术的原理和研究进展,然后结合项目团队自主研发的目前全球唯一一款可靠、易使用的桌面式荧光相关光谱仪,进一步探讨荧光相关光谱检测技术的具体实现和潜在应用．     

检测环境污染物的适配体生物传感器研究进展

适配体生物传感器可利用适配体作为识别元件,将适配体的优良特性和目前先进的检测技术进行结合,例如光学、电化学纳米集成技术或生物膜干涉测量法,为其在有毒有害物质检测和环境实时监测领域构筑了良好应用前景。然而,适配体传感器的进一步应用仍有许多问题亟待解决,比如:环境的复杂性会对其应用产生限制;适配体固化到传感器表面的方式会影响适配体的结构和功能,从而影响检测效果。本文将主要研究适配体筛选策略的最新进展并对适配体传感器检测环境中小分子污染物的应用展开综述。