微流控芯片在表面等离子体共振生物传感器中的应用

作为众所周知的生物传感器技术,表面等离子体共振（SurfacePlasmonResonance,SPR）正在被越来越普遍地用于实现各种生物化学检测方法,特别是用途广泛的固相表面生物检测（Sol—id—PhaseBioassay）。SPR对样品进行非标记检测,能够用于测量生物化学反应全过程的反应动力学。为了提高SPR的检测效率,通常将微流控技术（Microfluidics）与SPR相结合,即在SPR生物传感器中使用微流控芯片（MicrofluidicChip）作为反应装置。基于微型化带来的优势,使用微流控芯片作为反应装置可以有效地缩短生物化学检测方法的反应时间,并减少样品消耗。微流控芯片还可以平行排布相同的结构单元,提高SPR生物传感器的检测通量。因此,使用微流控芯片作为反应装置是SPR生物传感器,特别是商品化的SPR生物传感器的发展趋势。     

机器学习在即时诊断中的应用进展

即时诊断凭借廉价、快速、方便和准确的特点已成为疾病诊断的一大趋势.机器学习方法的应用大大提高了即时诊断的数据处理能力,使即时诊断焕发新的生机.目前,随着智能手机等智能电子设备的普及,由即时诊断设备、智能电子产品和云端构成的物联网系统已经逐步成为现实.本文概述了机器学习算法的基本原理并阐述了其在即时诊断中的优势,着重介绍...     

基于智能手机的可视化生物传感器在即时检测中的研究进展

人体生理指标是衡量健康与否的重要标准。传统的检测方法通常要求单独的实验室、复杂的操作流程且耗费较长的检测时间,难以满足快速诊断和居家健康监测的需求,因此亟需开发便携、快速和精准的现场检测技术。即时检测（Point-of-care testing, POCT）区别于传统实验室检测的主要特征是不需要实验室繁杂的分析过程即可实现生物分子的快速原位检测。智能手机作为日常生活广泛使用的通讯工具,具有独立的操作系统,内置存储功能,还配备高清摄像头,在POCT可视化检测方面有巨大的应用潜力。将各种生物传感技术与智能手机相结合已经发展成为POCT领域的一个新方向。本文对近年来基于智能手机的可视化生物传感器在POCT中的研究进展进行了评述,包括比色传感器、荧光传感器、化学发光传感器和电化学发光传感器等,总结了目前基于智能手机可视化生物传感器在POCT应用中面临的问题,并对其未来发展前景进行了展望。     

微流控纸芯片在环境分析检测中的应用

近年来,微流控纸芯片由于低成本、便携化、检测快等优点,在需要快速检测的环境分析领域中展现出了巨大的应用前景.该综述从微流控纸芯片在环境分析中的应用角度,总结归纳了微流控纸芯片在环境分析中的最新研究进展,并展望了其在未来的发展趋势与挑战.论文内容引用150余篇源于科学引文索引(SCI)与中文核心期刊中的相关论文.该综述包...     

数字微流控技术及其在生物分析中的应用

数字微流控技术是一种基于微电极阵列来实现离散液滴精确控制的新型液滴操纵技术。这种基于介电润湿现象实现的液滴电操纵体系,相比于传统微流控芯片具有自动化、可寻址、可动态配置、易集成等特点。该文介绍了数字微流控技术液滴驱动原理,总结了芯片的结构和常用的制作方法,举例阐述了现阶段该技术在生物分析化学领域的应用,并对其应用前景做了展望。     

脂质体在分析化学研究中的应用

脂质体由脂质双分子组成,内部为水相的闭合囊泡,在生命科学、膜工程学、药学、临床医学等领域有着广泛的应用.对脂质体分类和制备以及在分析化学研究中的应用进行综述,以期促进脂质体在分析化学研究中的发展.     

微流控芯片在食品安全分析中的应用进展

微流控芯片技术可以实现从样品处理到检测的微型化、自动化、集成化及便携化,因而在食品安全检测方面展现出强大的发展活力。目前微流控芯片技术在农药残留、兽药残留、重金属、食品添加剂等食品安全检测方面已取得了一系列重要进展。该文着重介绍了微流控芯片技术在食品安全分析中的研究进展,并展望了其在食品安全分析中的应用前景。     

全固态离子选择性电极在金属离子检测中的应用进展

水环境中金属离子含量是水质质量的重要指标,研发简便、灵敏和准确的新型水环境金属离子检测技术已成为人们关注的热点。基于全固态离子选择电极（ASS-ISE）的电位分析技术,能实现对特定离子的快速电位响应,可满足在环境监测等领域对金属离子的实时、快速和原位检测需求。介绍了ASS-ISE法的原理及分类,综述了赝电容型、双电层电容型ASS-ISE及集成ASS-ISE电位传感器的微流控芯片在金属离子检测中的应用进展。     

生物传感器在新冠病毒检测中的应用

自新型冠状病毒肺炎(COVID-19)爆发以来,准确高效、快速便捷的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)筛查越来越在疫情防控中体现出其重要性.传统的检测方法无法满足短时间内SARS-CoV-2大规模感染时的检测需求.生物传感技术具有灵敏度高、选择性好、低成本、易于微型化等优点,其检测时间短的优势还可用于开发即时检测设备,是临床诊断中实时检测SARS-CoV-2的潜在替代方案.本综述简要阐述了光学生物传感器、电化学生物传感器、可穿戴式生物传感器、磁性生物传感器、金纳米颗粒生物传感器以及适配体生物传感器的构建方法、工作原理,并总结了其在新冠病毒检测领域的最新应用.最后本综述对生物传感器在新冠病毒检测领域的技术瓶颈与未来的发展趋势进行了总结与讨论.     

磁场控制技术在微流控芯片中的应用*

磁场作为除了电场和力场之外的另一个有力的驱动和控制手段,由于不需与溶液接触即可实现对被分析物的操纵,极大降低污染的可能,近年来被越来越广泛地用于微流控芯片系统,尤其在细胞、病毒甚至单分子的捕获、分选以及操纵等方面显示出较大优势。本文综述了微流控芯片系统中磁场控制技术的最新进展,分别从理论分析,磁场加工技术、泵阀的实现,微流体控制和磁分离等方面介绍了该领域近几年的发展状况,并重点分析了微流控芯片磁场操控技术在临床分析和现场检测方面的应用,及其未来发展趋势和需解决的主要问题。     

Application of Polyfolates in the Development of Electrochemical Glucose Biosensors

Folic acid was polymerised electrochemically at a glassy carbon electrode surface from 0.1 mol L^?1 phosphate buffer saline solution, pH 5.0, containing 0.1 mmol L^?1 monomer. The obtained thin film was porous with a pore size of 50–60 nm. Since its electrochemical stability was rather short, the polyfolate film was covered with a graphene‐chitosan composite layer which increased its stability significantly. The best strategy to immobilise the enzyme was crosslinking with glutaraldehyde. The lifetime of this glucose biosensor in use was at least 12 days, on‐shelf life time was at least 30 days. The linear range was up to 1 mmol L^?1 and the LOD was 0.6 µmol L^?1. The first polyfolate‐based biosensor was applied to analysis of natural samples.     

量子点在电化学生物传感研究中的应用*

量子点( Quantum dots,QDs )由于具有独特的光学、电化学和电致化学发光特性已受到广泛地重视,而利用量子点构建电化学生物传感器则是量子点最有前途的应用领域之一。量子点具有的高比表面积、高表面活性及小尺寸等特性使它对外界的光、电、温度等十分地敏感,外界环境的微小改变就会迅速引起其表面或界面粒子价态和电子转移行为的显著变化,基于生物大分子引起的QDs表面电化学行为变化而构建的电化学生物传感器,其特点是响应灵敏高、速度快且选择性优良。本文对量子点的光学、电化学和电致化学发光特性作了简单介绍,并重点回顾了其在电致化学发光、免疫分析、DNA杂交、蛋白质检测、农药检测和糖类检测电化学生物传感研究中的应用。同时,对量子点在电化学生物传感研究中的应用前景及研究方向进行了评述和展望。     

Progress in Enzyme-Based Biosensors Using Optical Transducers

Enzyme-based biosensors are well developed and relatively mature technique in the biosensing field. Biosensors that utilise enzymes as the recognition elements represent the most extensively studied area. The organisation of an enzyme-based biosensor requires the integration of the biocatalyst with the support or immobilised materials to the extent that the biocatalytic transformation is either optically or electronically transduced. Any optical or electrical changes at the support material as a result of the biocatalytic process, that is, depletion of the reactant or formation of the product, provide routes for the opto/electronic transduction of the biological process occurring at the sensing surface. This review focuses on the discussion of some enzyme immobilisation techniques including physical and chemical immobilisation. Enzyme-based biosensors using various optical detection methods such as absorptiometry, luminometry, chemiluminescence, evanescent wave, and surface plasmon resonance are also included. Finally, different types of enzyme-based optical biosensors for ascorbic acid, bilirubin, cholesterol, choline, ethanol, glucose, glutamate/glutamine, lactate, penicillin, urea, and uric acid determinations are presented.On sabbatical leave at The University of North Carolina at Chapel Hill in July 2004–July 2005     

纳米粒子在电化学DNA生物传感器研究中的应用

简要介绍了电化学DNA生物传感器的原理和分类,对纳米粒子在电化学DNA生物传感器研究中的应用进行了详细评述.     

石墨烯纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用

将石墨烯与其他纳米材料复合,是一种拓展或增强其应用的有效方法。借助不同组分间的协同作用,可以改善石墨烯的电学、化学和电化学性质,拓展和增强石墨烯的电化学效应,为固定氧化还原酶,实现直接电化学提供新型、高效的平台,应用于第三代电化学生物传感器的设计和制备,对葡萄糖、胆固醇、血红蛋白、DNA、H₂O₂、O₂、小生物分子等的检测显示出了优异的灵敏度和选择性。本文综述了基于石墨烯构筑的纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用研究,包括石墨烯与贵金属、金属氧化物/半导体纳米粒子、高分子、染料分子、离子液体、生物分子等的纳米复合材料,并对石墨烯材料在电化学领域的发展方向和应用前景进行了展望。     

基于石蜡庚烷溶液的低成本纸基微流控分析装置的制备及其应用

介绍了一种新型的使用石蜡庚烷溶液制备纸基微流控分析装置的工艺,操作更加简单迅速,成本更加低廉。使用混合样品溶液进行测试,证明该装置可以完成对蛋白质、葡萄糖和pH值的同时检测,并可以用于定量分析。纸基微流控分析装置对样品检测的精度范围分别为:牛血清蛋白2.0×10-5~1.00×10-4mol/L,葡萄糖0.02~0.1 mol/L。并对加热处理过程中微流控通道壁的扩散现象进行了初步研究,发现加热前后通道壁厚度的变化呈线性规律。     

Protein-Mediated Suppression of Rolling Circle Amplification for Biosensing with an Aptamer-Containing DNA Primer

We report a method to detect proteins via suppression of rolling circle amplification (RCA) by using an appropriate aptamer as the linear primer (denoted as an aptaprimer) to initiate RCA. In the absence of a protein target, the aptaprimer is free to initiate RCA, which can produce long DNA products that are detected via binding of a fluorescent intercalating dye. Introduction of a target causes the primer region within the aptamer to become unavailable for binding to the circular template, inhibiting RCA. Using SYBR Gold or QuantiFluor dyes as fluorescent probes to bind to the RCA reaction product, it is possible to produce a generic protein-modulated RCA assay system that does not require fluorophore- or biotin-modified DNA species, substantially reducing complexity and cost of reagents. Based on this modulation of RCA, we demonstrate the ability to produce both solution and paper-based assays for rapid and quantitative detection of proteins including platelet derived growth factor and thrombin.     

Mixed thread/paper‐based microfluidic chips as a platform for glucose assays

A novel microfluidic thread/paper‐based analytical device (μTPAD) to detect glucose through a colorimetric assay is described. The μTPAD was fabricated from nylon thread trifurcated into three channels terminating at analysis sites comprised of circular zones of chromatography paper, which have previously been spotted with glucose of different concentrations. A solution of glucose oxidase (GOx), horseradish peroxidase (HRP), and potassium iodide (KI) is transported via capillary action to the analysis sites where a yellow‐brown color is observed indicating oxidation of iodide to iodine. The device was then dried, scanned, and analyzed yielding a correlation between yellow intensity and glucose concentrations. Both a flat platform constructed mainly of tape, and a cone platform constructed from tape and polyvinyl chloride, are described. Studies to quantitate glucose in artificial urine showed good correlation using the μTPAD.