生物传感器在POCT中的应用研究

即时检测（POCT）是在病人旁边或现场进行的检测,因其简单、快速、便携且不受场所限制已成为目前体外分子诊断技术发展的一支风向标。而生物传感器以其快速、灵敏、高效、便携及易于自动化、微型化等优点在发展现场即时检测技术中具有非常大的潜力。近年来,随着生物传感技术、互联网技术的发展及各种新技术、新方法的兴起和融合,POCT技术和方法得到了实质性发展。本文简要介绍了生物传感器的分类和生物传感器在POCT中的应用现状,综述了近年来各类生物传感器在面向POCT检测应用的研究进展。生物传感器根据类型主要分为基于微流控芯片的生物传感器、基于纸的生物传感器、基于纳米材料的生物传感器、基于手机检测平台的生物传感器及集成的生物传感器等,并对这些传感器平台在POCT检测方面的应用做了阐述,最后对生物传感器在POCT应用中存在的问题进行了讨论,并对其发展趋势及前景做了展望。     

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。     

基于纳米材料的电化学免疫传感器在传染性病原体POCT中的应用

传染性病原体POCT对于及时有效控制传染病尤为关键。相比于传统检测方法,基于电化学免疫传感器的传染性病原体检测具有快速、灵敏、准确、易于小型化和集成化等优势,尤其适用于传染病POCT。新兴的纳米材料因其独特的理化性质可用于修饰传感器界面或作为生物分子的固载基质以及信号标记物等,有助于构建出高选择性和高灵敏度的电化学免疫传感器。在本文中,我们着重阐述了不同结构的纳米材料修饰的电化学免疫传感器在传染性病原体POCT检测中的应用,进一步介绍了基于纳米材料的电化学免疫传感器与不同检测技术联用在传染性病原体POCT中的应用,并对其发展前景做出了展望。     

聚合物微凝胶研究进展

微凝胶是一种具有交联网络结构的聚合物胶体粒子,处于良好溶剂中的刺激响应型微凝胶会受某些外界环境的刺激,产生溶胀-消溶胀响应行为,具有快速、可逆的相变特性和较好的生物相容性。本文综述了近年来国内外微凝胶的研究现状,介绍了互穿网络型、核-壳型和含有纳米粒子的复合型微凝胶的结构、特性和制备方法,阐述了微凝胶在药物控制释放、催化反应体系、生物传感器等方面的应用,探讨了聚合物微凝胶领域的研究前景和所面临的问题。     

基于水溶性共轭聚合物的蛋白质检测*

近年来,以共轭聚合物作为生物传感元件,在生物大分子（如核酸、蛋白质）特异性识别、检测方面的研究越来越受到人们的关注。共轭聚合物具有强的光捕获能力,具有倍增光学响应性,可用来放大荧光传感信号,大大提高检测的灵敏度,为生物传感器的发展提供了新的传感模式。基于共轭聚合物的新型生物传感器在医疗诊断、环境检测以及国家安全防御等方面具有广泛的应用前景。本文简要介绍了共轭聚合物的荧光信号放大机制以及在蛋白质、酶、抗原－抗体检测方面的应用。最后对共轭聚合物在蛋白质检测方面的未来发展趋势进行了展望。     

食源性致病菌现场即时检测技术研究进展

食源性致病菌如大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等是食源性疾病和食物中毒的主要原因,通常污染水果、蔬菜、肉类和海鲜,严重威胁食品安全。食源性致病菌的快速检测对公共卫生和食品安全至关重要。然而,传统的检测方法繁琐耗时,难以满足快检快诊的需求。现场即时检测(POCT)技术作为一种新兴的现场快速检测分析技术,具有操作简单、快速、便携式和自动化等优点。POCT技术作为近年来发展迅速的食源性病原菌检测方法,为低成本、高灵敏度和高特异性检测食源性病原体提供了一种新途径。目前,POCT使用的技术主要包括光学技术和生物传感器技术,主要基于免疫学反应和生化反应。本文综述了近年来基于比色、纸基、微流控、电磁传感及市售便携式读数平台的POCT技术在食源性致病菌检测中的应用研究现状,并展望了其未来的发展前景和方向。     

基于水凝胶的细菌传感检测

水凝胶具有含水量高、柔韧性好、黏弹性高、生物相容性高以及独特的刺激响应特性,这使得水凝胶材料在细菌传感检测方面备受关注。基于水凝胶的细菌传感器及传感芯片的研究,对细菌的基础科学研究具有重要意义,更对细菌的快速高效检测、特定环境中的细菌污染防控和疾病传播控制等具有重要应用价值。本文针对近年来水凝胶在细菌传感检测方面的研究工作进行综述。简要介绍了水凝胶的种类,水凝胶与细菌之间相互作用的影响因素。重点综述了基于温敏型水凝胶、pH敏感型水凝胶、酶敏感型水凝胶以及特异性标识物功能化修饰的水凝胶构建的传感器和传感检测方法,并综述了基于水凝胶的新型柔性传感器和微流控传感芯片的研究进展。基于水凝胶的细菌传感器在检测效率、信号采集和稳定性等方面仍需进一步提升和拓展。随着新型水凝胶材料的出现,智能细菌传感器、柔性细菌传感器和集成微流控细菌传感芯片是目前发展的方向,在细菌检测方面显示出良好的发掘潜力和应用前景。     

纳米信号放大技术在液晶生物传感器中的应用进展

液晶生物传感器是一种基于液晶垂直取向变化构建的新型生物传感器,因其具有特异性好、灵敏度高、检测限低等优点,被广泛用来检测生物分子。在对生物分子的检测过程中,纳米信号放大技术在液晶生物传感器中扮演着重要的角色。本文综述了液晶生物传感器的制备方法及近年来国内外纳米信号放大技术在液晶生物传感器检测中的研究进展,最后展望了新型纳米材料信号放大技术在液晶生物传感器中的研究方向。     

基于智能手机的即时检测

新冠肺炎疫情的爆发使人们对即时检测(POCT)的需求不断增加,而智能手机作为目前人类最离不开的工具,在POCT中具有巨大的应用潜力。基于智能手机的POCT有以下独特的优点:(1)操作简单,不需要专业培训;(2)无需长时间等待,可以及时获得测试结果;(3)制作成本低,有利于在资源有限地区使用。因此,基于智能手机的POCT正迅速成为传统实验室检测的潜在替代方法。在这里,我们以POCT所检测的对象(体液、挥发性有机化合物、生命体征)为分类的基础,并结合目前主流的传感策略,包括比色技术、荧光技术、电化学技术、压电传感、热电传感、超声传感、光电传感等,对近三年基于智能手机的传感器在POCT中的应用进行了全面的回顾。我们评估了这些传感器的性能以及发展潜力,此外,还介绍了POCT中使用的新兴技术,如纳米技术、柔性电子器件、微流体技术、生物可降解技术、自供能技术、多路检测等。最后,总结了目前基于智能手机的POCT面临的问题,并对其未来的发展进行了展望。     

基于简单信号读出的即时检测研究进展

即时检测(Point-of-care testing,POCT)技术作为一种简便、快速的在线分析检测手段,在疾病诊断、健康管理、环境监测和应急响应分析等领域得到了广泛应用.有效构建适于各种目标分析物的简单信号读出的产生、转移、放大和增敏策略,发展具有简单、快速、灵敏的分析检测信号,已成为POCT研究领域关注的热点.一些...     

具有环境响应性的纤维素基水凝胶

随着对可再生资源开发利用的逐渐重视,基于纤维素环境响应型水凝胶结构设计及其响应性能的研究备受关注.环境响应纤维素基水凝胶不仅具有良好的生物相容性和生物可降解性,还表现出对环境因素特定的检出识别能力及明显响应性,拓展了水凝胶材料在生物医用、仿生智能材料等领域的应用.本综述首先从环境响应型纤维素水凝胶材料的结构设计出发,以交联方式分类简要介绍了纤维素基水凝胶的合成方法,具体包括物理交联、化学交联和其他交联方式等.接着,从水凝胶功能性入手,重点介绍了以一种或多种化学信号、物理信号为刺激源响应的纤维素基水凝胶材料;并以药物载体、形状记忆材料和伤口敷料等方面研究成果为例,阐述了环境响应型纤维素基水凝胶的相关应用,以及其在智能软体机器人和环保生物传感器等领域的巨大应用潜力.     

基于共轭聚合物的核酸生物传感器的应用

共轭聚合物的π电子体系及共轭离域结构,使其具有良好的发光性能。聚合物链可充当“分子导线”,能够成倍放大光学信号,从而有效提高检测灵敏度。而核酸适体(aptamer)在特异性、与靶物质亲合力、信号传导方面比其他识别元件具有更大的优势,因此共轭聚合物的核酸生物传感器在生物检测方面得到了迅速发展。本文主要总结了近年来共轭聚合物的核酸生物传感器在生物检测方面的应用,并进一步对该类型传感器的发展趋势作出了展望。     

胆固醇电化学生物传感器的研究与进展

胆固醇作为一些疾病的重要生物标志物,开发准确且快速的胆固醇检测技术在生物医学应用中具有重要意义。电化学生物传感技术具有检测速度快、灵敏度高、操作方便等优点,成为研制新型高性能胆固醇传感器的主要研究方向。近年来,材料合成技术的提高,新型材料种类的丰富,促进了胆固醇电化学生物传感器在脑和心脏血管疾病临床分析中蓬勃发展。本文以材料为主线,综述了近年来利用导电聚合物、金属及其氧化物纳米材料、碳纳米材料和其他复合功能材料为电极修饰材料,以胆固醇氧化酶为固载酶设计的胆固醇电化学生物传感器的最新进展。     

荧光共轭聚合物在生物大分子检测中的应用*

共轭聚合物因其具有π-电子体系及共轭离域结构,一般都具有优异的发光性能,其发光强度和发射波长会随被检测化合物结构的不同而发生特异性响应,特别是在与被检测物相互作用过程中所产生电荷和能量能够沿共轭分子链进行有效传递,成倍放大这种作用,从而有效提高了检测灵敏度,这比相应的小分子化合物更具有优越性。目前共轭聚合物已被用于开发新型化学、生物传感器,尤其是在生物分子检测方面的应用得到迅速的发展。本文总结了近年来荧光共轭聚合物在生物传感方面的研究进展,主要讨论共轭聚合物在蛋白质、核酸及毒素检测中的应用。     

基于分子印迹技术光化学传感器的研究进展

本文综述了分子印迹技术在可视化光化学传感器方面的研究发展与应用现状,主要介绍了分子印迹聚合物与荧光探针、荧光试纸、光子晶体凝胶传感器、表面等离子体共振传感器相结合的优势互补、存在问题和研究热点。利用基于分子印迹技术的光化学传感检测技术可避免大型仪器的使用,为更加快速、便捷和低成本的检测方法提供了新思路,可望成为一种适用于农残监控、医学分析、食品安全、环境监测和安全检查等方面的快速检测分子印迹模板类微量物质的新方法。     

共轭聚合物为基础的荧光传感器

近年来,借助共轭聚合物的荧光发射与淬灭过程开发化学与生物传感技术成为倍受关注并获得迅速发展的研究领域。由于共轭聚合物能够沿分子链进行能量和电荷传导,从而产生信号放大现象,这类传感器通常都具有较高的灵敏度。本文主要通过对几种具有代表性的此类化学/生物传感器的举例说明,概述荧光共轭聚合物的传感机理,并简要介绍这一领域的发展状况。     

刺激响应降解型聚合物水凝胶

作为一类重要的高分子材料,聚合物水凝胶由于其优良的理化性能和生物学特性而被广泛应用于生物医药领域,降解特性是其作为生物医用材料的重要性能指标。刺激响应降解型水凝胶是指在环境因素刺激下凝胶网络发生响应性断裂,进而产生凝胶-溶胶或溶胀-降解转变的一类智能高分子材料。这一响应降解特性可通过将环境敏感性断裂基团引入到聚合物凝胶网络中来实现。与水凝胶常规的水解、酶解相比,刺激响应降解因具有空间或时间上的可控特性而引起人们的广泛关注。本文重点介绍了pH响应、光响应以及氧化还原响应降解型聚合物水凝胶的设计方法、降解机理及其最新研究进展,并对刺激响应降解型水凝胶未来的研究方向进行了展望。     

基于溶胶-凝胶壳聚糖／SiO2杂化材料的安培型葡萄糖生物传感器

近年来，基于溶胶-凝胶技术的有机/无机杂化复合材料由于具有有机物的柔性和易修饰性，以及无机物的刚性和稳定性等，因此有利于保持生物分子的活性和生物传感器的研制．壳聚糖(CS)具有易成膜性和生物相容性，其在生物传感器中的研究已受到重视．本文通过原位溶胶-凝胶(Sol-gel)技术，     

核壳结构三维有序水凝胶的制备

随着科学技术的发展 ,人们不断地寻求具有新特性、新功能的高分子材料 .聚合物凝胶作为一种智能高分子材料 ,受到极大的关注[1,2 ] .聚合物凝胶具有外场响应特性 ,其体积可随外界环境如溶剂、温度、电场、磁场、ｐＨ值、化学物质或光照等条件的改变而变化 ,因而在药物可控释放、吸附分离及传感器等方面具有潜在应用价值 .对聚合物凝胶进行图案化处理 ,使之成为有序结构 ,大大拓宽了凝胶的应用范围 .Ｈｕ等[3 ,4 ] 首先报道了环境响应水凝胶表面图案的调控技术 ,图案的特征尺寸在微米级 ,此类凝胶作为光栅 ,在光纤、传感器和光通信中具有潜在…     

克伦特罗包被原及其抗体作用的电化学阻抗研究

电化学阻抗免疫传感器技术结合了电化学阻抗的高灵敏性和免疫分析的高特异性,可响应修饰有生物分子的电极界面的电子转移速率的信号变化,具有简便、快速、灵敏、不需示踪物等优点,为生化的免疫测定提供了新的检测平台.