Electrochemical Biosensing in Cancer Diagnostics and Follow‐up

In cancer, screening and early detection are critical for the success of the patient's treatment and to increase the survival rate. The development of analytical tools for non‐invasive detection, through the analysis of cancer biomarkers, is imperative for disease diagnosis, treatment and follow‐up. Tumour biomarkers refer to substances or processes that, in clinical settings, are indicative of the presence of cancer in the body. These biomarkers can be detected using biosensors, that, because of their fast, accurate and point of care applicability, are prominent alternatives to the traditional methods. Moreover, the constant innovations in the biosensing field improve the determination of normal and/or elevated levels of tumour biomarkers in patients’ biological fluids (such as serum, plasma, whole blood, urine, etc.). Although several biomarkers (DNA, RNA, proteins, cells) are known, the detection of proteins and circulating tumour cells (CTCs) are the most commonly reported due to their approval as tumour biomarkers by the specialized entities and commonly accepted for diagnosis by medical and clinical teams. Therefore, electrochemical immunosensors and cytosensors are vastly described in this review, because of their fast, simple and accurate detection, the low sample volumes required, and the excellent limits of detection obtained. The biosensing strategies reported for the six most commonly diagnosed cancers (lung, breast, colorectal, prostate, liver and stomach) are summarized and the distinct phases of the sensors’ constructions (surface modification, antibody immobilization, immunochemical interactions, detection approach) and applications are discussed.     

电化学生物传感器在污水分析及污水流行病学中的应用进展

近年来,污水流行病学（wastewater-based epidemiology, WBE）已被证明是用来监测社区毒品滥用和公共健康的一种有效评估方法,该方法通过定量分析指定社区污水回收站中污水的药物残留或者代谢物来反推社区中人们对毒品的消耗量并结合指定社区的人口数量对其进行归一化处理. 电化学生物传感器具有响应时间快、成本低、分析样品需求量小、数据分辨率高以及能够现场快速测试等特点,已被广泛应用于疾病快速诊断、环境污染监测、食品安全以及毒品检测等领域. 液相色谱-质谱联用是分析污水中的毒品及其代谢物的主要方法,但随着传感技术尤其是电化学传感器近来的快速发展,也开始被用于研究污水传染病学并可实现现场快速测量. 本文综述了电化学生物传感器在污水中无机污染物（如重金属）、有机污染物（如农药、毒品）、生物分子（如 DNA）以及细菌等微生物分析中的最新进展,同时还论述了目前电化学传感器技术在污水流行病学领域的应用和未来所面临的主要挑战.     

双层类脂膜及其在电化学生物传感器中的应用

详细评述了各种双层类脂膜包括传统的双层类脂膜（ＢＬＭ）、固体载体支撑的自组双层类脂膜（ｓ－ＢＬＭ）、固体载体支撑的混合双层类脂膜（ｅ－ＢＬＭ）的制备方法和特性,比较了其优缺点。介绍了双层类脂膜在电化学生物传感器中的应用,并展望了发展前景。     

基于共价有机框架的电化学生物传感器在生物样品检测中的应用

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks, COFs)是一种具有纳米级结构有序性的二维或三维有机结晶材料, 具有高度周期性和可修饰性等结构优点. 基于COFs制备的电化学生物传感器具有灵敏度高、特异性强、重复性好等特点, 在检测生物样品方面具有广阔前景. 本综述简要概述了COFs的合成方法与策略、电化学生物传感器的介绍与分类以及COFs在电化学生物传感检测生物样品领域的应用. 最后本综述对COFs材料在生物传感领域的技术瓶颈与未来的发展方向进行了总结与讨论.     

电化学生物传感应用于体外检测的研究

电化学生物传感技术以它独特的检测、分析方法以及在临床检测中潜在的应用,近年来受到研究者越来越多的关注。癌症生物标志物的早期检测能够使得患者在癌症发展至晚期前得到治疗,增加患者存活率。此外,生物标志物能够用于确定疾病的复发,以及患者在接受化疗、放疗和外科治疗之后的后续评估。本文主要论述了现有癌症生物标志物检测的设备和方法,并对这些方法的优点和不足作了简单的评述。另外,介绍了体外诊断设备的发展现状和电化学传感技术的特点,并对癌症早期的主要生物标志物进行了介绍,以及着重论述了电化学传感技术应用于临床靶向生物标志物检测的研究进展。此外,还展望了电化学生物传感技术未来的研究方向和发展趋势。从目前的的研究来看,电化学传感技术在体外诊断和临床检测癌症生物标志物等方面存在着较大的应用潜质,有望成为生物、医学、环境等领域重要的研究技术。     

基于核酸适体的电化学生物传感器*

核酸适体是一类体外筛选的、可与目标分子高效、高特异亲合的RNA或DNA寡核苷酸片段,与常规识别分子（如抗体等）相比,核酸适体作为一类新型识别分子具有明显特色和优势,已被广泛应用于生物传感等分子识别和应用研究领域。本文就基于核酸适体的电化学生物传感器（标记型和非标记型）的近期进展作简要评述,包括适体简介、标记型（“信号衰减”型、“信号增强”型、酶标记型和纳米粒子标记型）和非标记型电化学适体生物传感器等内容。     

Evaluation of Immobilization Techniques for the Fabrication of Nanomaterial-Based Amperometric Glucose Biosensors

Eleven glucose biosensors were prepared by cross-linking, entrapment, and layer-by-layer assembly to investigate the influence of these immobilization methods on performance. The effects of separate nanozeolites combined with magnetic nanoparticles and multiwalled carbon nanotubes in the enzyme composition on the performance of glucose biosensors were compared. Cyclic voltammetric studies were carried out on the biosensors. Acrylonitrile copolymer/nanozeolite/carbon nanotube and acrylonitrile copolymer/nanozeolite/magnetic nanoparticle electrodes prepared by a cross-linking method showed the highest electroactivity. These results indicated that a synergistic effect occurred when multiwalled carbon nanotubes, magnetic nanoparticles, and nanozeolites were combined that greatly improved the electron transfer ability of the sensors. Amperometric measurements by the glucose oxidase electrodes were obtained that showed that the acrylonitrile copolymer/nanozeolite/carbon nanotube electrode was the most sensitive (10.959 microamperes per millimolar). The lowest detection limit for this biosensor was 0.02 millimolar glucose, with a linear dynamic range up to 3 millimolar. The response after thirty days was 81 percent of the initial current.     

亲和型生物传感器在生物医学上的应用进展

近年来,生物传感器与纳米技术、流动注射和微流控等新技术的结合,获得了蓬勃而迅速的发展。 亲和型生物传感器是基于生物分子之间的特异的亲和性,即生物活性物质对底物的亲和与键合而建立起来的一种新型传感装置。 它具有特异性好、灵敏度高、成本低、能在复杂的体系中进行在线连续监测等优点,进而在生物医学领域,对生物医学标记物、核酸、蛋白质、病毒、细菌及毒素的检测、药物作用机理的研究、临床用药筛选等方面有着广泛的应用。 本文从光学、电化学、石英晶体微天平传感、表面等离子体共振等几个方面对近年来亲和型生物传感器,特别是用于检测肿瘤标记物的免疫传感器和基于核酸适体的生物传感器在生物医学领域的测定原理和应用现状进行了评述,并对其发展趋势进行了展望。     

脱氧核糖核酸分子设计在电化学生物传感器中的应用

基于特殊DNA序列的构型变化的电化学生物传感器是一种高灵敏、高特异性的生物分析方法.固定在电极表面的特殊DNA探针(茎环、核酸适配体、四聚体等)因为目标物质的结合而发生构型变化,从而产生可检测的电化学信号,这种策略操作简便而且特异性强,引起了研究者的广泛关注.本文总结了目前基于基因构型变化的电化学生物传感器的发展历程.     

用于抗生素检测的纳米材料基电化学传感器研究进展

近年来,抗生素作为基本的治疗药物在医学、畜牧业、水产养殖业等方面被广泛应用,但其过量使用造成的抗生素残留问题也给生态环境、食品安全和人类健康造成严重的威胁.鉴于此,纳米电化学传感器在抗生素快速检测方面的研究成为热点,也取得了可观的进展.本文首先对抗生素进行了简单介绍,通过分析抗生素的电化学性质,综述了不同结构和类型的纳...     

海洋毒素电化学生物传感器

由藻类产生的海洋毒素对人类健康和环境安全构成了较大威胁,对其进行快速准确的检测是减小海洋毒素危害的有效手段之一。电化学生物传感器具有快速简便、灵敏度高、检测限低和成本低等特点,为检测海洋毒素提供了新的技术途径。目前,应用于海洋毒素检测中的电化学生物传感器主要有免疫传感器、酶传感器和DNA传感器等。本文综述了迄今为止国内外海洋毒素电化学生物传感器研究所取得的成果,并对其当前研究存在的问题和未来发展趋势进行探讨和展望。     

A Strategy to Employ Polymerised Riboflavin in the Development of Electrochemical Biosensors

Electrochemically polymerised riboflavin (PRf) film was applied in development of glutamate and hypoxanthine biosensors using appropriate oxidases as recognition elements. PRf served as an enzyme immobilisation matrix composed of natural monomer and as a redox mediator. The PRf film was deposited on glassy carbon electrode (GCE) or on the laser‐designed microstructures of the chitosan‐graphene oxide (Chit‐GO) film deposited on glass slide, which served as a chip sensor. The redox polymer was stable and efficient mediator, however, Chit‐GO was placed on the top of PRf/GCE in order to increase the response signal. Such an approach allowed to extend the stability of glutamate and hypoxanthine biosensors to at least 1 month and 15 days, respectively. The chip microelectrode was a single use disposable biosensor due to insufficiently good Chit‐GO adhesion on the top of the cover‐glass. The glutamate microbiosensor had extremely high sensitivity of 16 μA cm⁻² μmol L⁻¹.     

非对称混合电池/混合电容器*

非对称混合电池/混合电容器（asymmetric hybrid electrochemical cell/capacitor, AHEC）的发展源于电动汽车、电子存储设备、家用电气、航天航空设备等对高能量密度和高功率密度储能装置的需求。AHEC具有较长的循环寿命、较低的自放电性能和高于电池的功率密度、高于电容器的能量密度。本文对非对称电池/电容器的发展历史做了简短的介绍,重点讨论了研究现状和存在的问题,并对今后的发展方向进行了评述。     

睾酮电化学检测的研究进展

睾酮作为人体内一种重要的类固醇激素,在调节和促进人体机能等方面发挥着重要作用。睾酮的检测因在临床诊断和体育运动等方面具有重要作用而备受关注。该文对目前睾酮的主要检测方法进行了概述,包括常规仪器分析、免疫学检测方法和电化学检测方法,并对电化学方法特别是电化学免疫传感器对睾酮的检测进行了综述和展望。     

黄曲霉毒素电化学生物传感器

黄曲霉毒素（aflatoxin,AF）是一种具有强烈毒性和强致癌性的生物毒素,对其进行快速而准确的分析是减小和避免黄曲霉毒素危害的最有效手段之一。电化学生物传感器因其快速、灵敏、特异性强、易于微型化等优势在黄曲霉毒素分析受到国内外研究者的广泛关注。目前,应用于黄曲霉毒素分析的电化学生物传感器主要有免疫传感器、酶传感器和DNA传感器。本文综述了不同传感器的研究现状,特别介绍了新材料新技术在黄曲霉毒素免疫分析中发挥的重要作用,并对黄曲霉毒素的电化学生物传感分析存在的问题和发展前景进行了探讨及展望。     

电化学生物传感器在发酵领域中的应用

本文综述了近10年来电化学生物传感器在发酵领域中的研究及应用。首先介绍了电化学生物传感器的基本原理及分类,然后对发酵领域中应用和研究最为广泛的酶电极以及微生物电极传感器进行了分类描述,并重点介绍和归纳了葡萄糖、乳酸、酒精以及甘油生物传感器的研究现状,集中探讨了两类传感器的抗干扰性与选择性等特性。     

酶放大DNA电化学传感器的研究进展

DNA电化学传感器灵敏度高、选择性好、分析时间短和检测成本低,极大地推动了生物传感器的发展. 结合蛋白质酶、功能核酸酶的催化效率高与特异性好,可提高检测灵敏度和选择性. 本文评述了酶放大DNA电化学传感器的研究进展,并分析现存问题,展望发展趋势.     

电化学DNA生物传感器研究的应用进展*

电化学DNA生物传感器因快速、灵敏、低耗和易于操作等优点在基因序列测定中受到了广泛的关注,已逐渐成为分子生物学和生物技术研究的重要领域。具有电活性的小分子和纳米材料因它们独特的性质,已被应用到电化学DNA生物传感器中。本文介绍了电化学DNA生物传感器的基本概念和分类,综述了近年来电活性小分子和纳米材料在电化学DNA生物传感器中的应用进展,并对此领域的未来发展做了展望。     

1-芘丁酸/石墨烯复合物的电化学性质及其在葡萄糖传感器上的应用

本文采用一步法制备了1-芘丁酸/石墨烯复合物(PBA/G),研究了其电化学性质. 采用铁氰化钾和亚铁氰化钾电化学探针测定了电化学阻抗滴定曲线,确定了PBA/G的表观pK_a为6.2. 此外,将葡萄糖氧化酶(GOD)共价键合在PBA/G表面构建了葡萄糖电化学传感器,其电化学响应与葡萄糖浓度（5 mmol L^-1浓度范围内）呈线性,检测限为0.085 mmol L^-1. 实验还测定了固定在PBA/G表面的GOD的表观米氏常数为5.40 mmol L^-1,表明固定化的GOD对葡萄糖有较高的催化活性。     

电化学DNA生物传感器的研究现状

对电化学DNA生物传感器研究的现状,主要对1996-2006年期间的工作作了评述。内容涉及此类生物传感器的研究及DNA修饰电极与小分子的相互作用,还对此领域的未来发展作了展望（引用文献49篇）。