- 公少华;潘伟;李娜;唐波;
癌症标志物的精准检测对癌症的早期诊断以及癌症患者生存率的提高具有重要意义。液体活检可实现体液癌症标志物的检测，具有非侵入性、可重复取样检测的优势，有望用于癌症早期的精准诊断。基于便携设备进行信号定量读出的液体活检，可通过简单快速的操作获取检测结果，并且其检测过程不受检测场所的限制，在癌症的早期筛查、预后以及治疗效果的监测方面显示出巨大的应用潜力。本文基于癌症标志物便携、定量检测的研究进展，对利用气压计、体积条形图芯片、血糖仪、温度计、 pH计和数字万用表等进行信号定量读出的癌症标志物检测方法进行了总结，讨论了其面临的挑战，并对该领域的发展和应用前景进行了展望。
2022年11期 v.50 1599-1612页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K] [引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：847 ] |[网刊下载次数：0 ] - 马鸿婷;程沛浩;朱楠;
随着物联网的发展，可穿戴生物电化学传感器受到了广泛关注。可穿戴传感器件采用液体导体、导电聚合物薄膜、水凝胶等材料作为柔性电极，集优异的机械性能与传感性能于一体，为人们的生产和生活带来了极大的便利，已被广泛用于医疗诊断、健康监测和环境监测等领域。然而，目前可穿戴生物电化学传感器在美观隐形性和生物亲和性等方面仍存在一些问题。本文从可穿戴传感器件的制备工艺及柔性材料入手，概括分析了近年来可穿戴生物电化学传感器件的研究与应用进展，对其所面临的挑战与困难进行了总结，并展望了可穿戴生物电化学器件未来的发展方向，为进一步改进可穿戴传感器件的集成方法、提高其传感性能以及实现智能化信号传输等提供了参考。
2022年11期 v.50 1613-1626页 [查看摘要][在线阅读][下载 1779K] [引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：1923 ] |[网刊下载次数：0 ] - 刘梦愿;王书琪;郑慧;杨显青;张珽;
近年来，随着柔性电子学和微流体学技术的快速发展，各种基于微流道的柔性可穿戴汗液传感器相继涌现，在汗液相关生理参数检测方面展现出良好的发展前景。本文介绍了基于微流道设计的柔性可穿戴传感器在汗液检测方面的优势，综述了微流道汗液传感器的结构设计原则、检测方法和原理方面的研究进展，分析了微流道汗液传感器目前存在的不足和局限性，指出了基于微流道设计的汗液传感器应向低成本、批量化制备方向发展，以及更加深入研究汗液参数与人体生理健康关系的重要性。
2022年11期 v.50 1627-1638页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K] [引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：1332 ] |[网刊下载次数：0 ] - 方天舒;牛纪成;许贝多;张悦;黎黎;李菲;
作为人体视觉器官，眼部最外层的眼表组织与其上覆盖的泪膜含有大量可用于疾病诊断的信息，眼表生理和生化指标的即时检测对眼病和糖尿病等慢性病的早期诊断和长期监测具有重要意义。近年来，伴随着生物材料和微纳电子等技术的快速发展，针对眼表各类生理和生化指标的即时检测与便携式传感技术得到了快速发展。本文主要综述了近五年眼表便携式即时检测技术及其应用的研究进展。首先，介绍了与眼部和其它疾病相关的眼表主要生理和生化指标。然后，按照检测平台和检测方法分别介绍了纸基和智能隐形眼镜两种眼表便携式即时检测平台和光学、电化学、电学和微流体等眼表即时检测方法，以及近五年眼表生理和生化指标便携式即时检测技术的代表性研究成果。最后，提出了眼表便携式即时检测技术与器件面临的挑战和未来发展方向。本综述旨在通过对眼表便携式即时检测技术与应用的介绍为发展眼部及与其相关疾病的诊疗提供参考。
2022年11期 v.50 1639-1660页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K] [引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：571 ] |[网刊下载次数：0 ] - 宋璐;左小磊;李敏;
可穿戴传感器可以贴合人体皮肤或与纺织品整合用于监测人体生理状况，具有较高灵敏度和集成性。近年来，可穿戴传感器已被广泛应用于汗液、呼吸、心率和血氧等生理状况的监测。由于可穿戴传感器需要长时间舒适穿戴于人体，并且需要避免人体活动产生的形变影响，因此，柔性是评价和改良可穿戴传感器的一个重要参数。本文首先综述了不同柔性材料的研究进展，概括了基于不同柔性材料的可穿戴传感器的构建及应用，最后讨论了这些柔性可穿戴传感器当前面临的挑战、应对策略以及未来的发展方向。
2022年11期 v.50 1661-1672页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K] [引用频次：16 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：2518 ] |[网刊下载次数：0 ] - 朱国建;陈爱英;王冉冉;孙静;
可穿戴电子产品具有体积小、佩戴舒适和检测方便等优点，在测量人体生命体征和生理信息研究中受到越来越多的关注，在疾病诊断、康复治疗和日常健康评估领域具有广阔的应用前景。可穿戴传感器作为可穿戴电子产品中采集信息的关键模块，引起广泛关注，近年来发展迅速。本文主要聚焦可穿戴传感器在健康监测领域的应用，围绕关键的生理和生化指标检测，系统地阐述了相应可穿戴传感器的研究现状与前沿热点，分析了各类传感器的优势与不足，并对可穿戴传感器未来的发展趋势进行了探讨。
2022年11期 v.50 1673-1684页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K] [引用频次：36 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：2880 ] |[网刊下载次数：0 ] - 王晨;李恺;闵乾昊;
便携式微器件偶联质谱技术在确保质谱检测灵敏度和稳定性的同时，通过简化样品预处理步骤可实现生物样本的快速采样与高通量检测。纸基材料、微萃取器件和微芯片等技术将快速采样、除盐和萃取功能集成一体，与上述器件联用的质谱分析技术在生物检测方面表现出了良好的灵敏度和选择性，已被广泛应用于药物监测、内源性小分子检测、蛋白质分析和细菌捕获分析等领域。本文总结了以纸基电喷雾-质谱、微萃取-质谱、微芯片-质谱为代表的便携式微器件偶联质谱技术的主要原理和研究进展，并展望了其未来发展趋势及应用前景。
2022年11期 v.50 1685-1698页 [查看摘要][在线阅读][下载 1194K] [引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：351 ] |[网刊下载次数：0 ] - 齐钰;鲁洋;周青青;阚梓铜;杨龙;白雪;董彪;徐琳;
随着信息技术的不断进步，传感器向柔性、可穿戴、智能化等方面发展。具有轻量级、低模量、低成本、高弹性和可拉伸等优点的可穿戴传感器，可满足物联网的智能化发展需求，因而受到了广泛的关注。水凝胶作为一种新型的柔性材料，具有优异的机械性能、柔韧性高、与人体皮肤的贴合性好、生物相容性好等优点，有望成为新一代可穿戴式传感器的搭载平台。然而，由于水凝胶在稳定性、对干燥以及寒冷等极端环境的耐受性、导电性和力学性能等方面的限制及集成度较低等缺点，限制了其在可穿戴传感器领域的应用与发展。本文围绕上述问题的改进以及导电水凝胶在应变、触觉、气敏、湿敏和温敏等可穿戴传感器方面的应用进行综述，并对水凝胶在可穿戴传感器中应用现存的问题进行了总结。
2022年11期 v.50 1699-1711页 [查看摘要][在线阅读][下载 1486K] [引用频次：24 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：2158 ] |[网刊下载次数：0 ] - 田文帅;曹厚勇;高杰;张瑜;蔡伍琪;王帆;惠宇;王兴安;张绪新;孙晶;李彦钊;
可穿戴柔性传感器是一种紧密附着在人体的皮肤或组织上，可实时收集、分析人体生理参数的设备，在医疗保健、诊断治疗等领域具有重要的应用价值，近年来引起极大关注。聚二甲基硅氧烷(PDMS)不仅化学性质稳定、热稳定性强、透明性和生物相容性好，还可通过表面改性和整体特性定制以实现不同功能，这使得PDMS成为了可穿戴柔性传感器基底材料的最佳选择。本文综述了近年来基于PDMS的可穿戴柔性传感器的研究进展，对导电修饰材料、传感器的工作原理和性能比较等方面进行了回顾和总结，重点对比了不同导电修饰层材料的性能参数与优缺点，介绍了光敏传感器、温度传感器、应变传感器、压力传感器和生化传感器，最后对可穿戴传感器的研究和应用中存在的挑战进行了分析，对其发展方向进行了展望。
2022年11期 v.50 1712-1722页 [查看摘要][在线阅读][下载 988K] [引用频次：18 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：1614 ] |[网刊下载次数：0 ] - 于文泽;李秋瑾;巩继贤;张健飞;
柔性可穿戴生物传感器可实时监测与跟踪分析相关分析物，已经成为一种重要的便携式诊断技术平台，在便携和即时检测领域中具有非常广阔的应用前景。在诸多柔性传感器件中，汗液传感器因其具有采样便捷以及汗液样品包含的生物信息量丰富等特点，成为可穿戴传感领域的研究热点。对汗液中生物标志物的分析可为个体生理学状态分析提供重要的数据信息。本文综述了可穿戴汗液传感器的最新进展，基于可穿戴汗液传感器的结构组成、微流控分析器件设计、模块集成等内容，对近年来汗液采集装置、柔性传感器件、信号处理装置等相关研究进展进行了概述，介绍了柔性传感器件的配置和构筑方法，从健康监测、医学诊疗、人体状态跟踪与评测等领域对柔性汗液传感器的应用进行了归纳，并对柔性汗液传感器未来发展趋势以及面临的挑战与机遇进行了探讨与分析。
2022年11期 v.50 1723-1732页 [查看摘要][在线阅读][下载 1061K] [引用频次：17 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：1889 ] |[网刊下载次数：0 ]
- 李志新;陈舒婷;罗芳;林振宇;
采用毛细管液柱高度作为读出信号，构建了一种检测硫化氢(H_2S)的便携式传感器。修饰有叠氮基的磁珠(MBs-N_3)与修饰有炔基的铂纳米粒子(Pt NPs-Alk)在Cu~+的催化作用下发生点击化学反应，形成表面连接铂纳米粒子的磁珠(MBs-Pt NPs)。MBs-Pt NPs经磁分离后，转移至装有过氧化氢(H_2O_2)溶液且瓶口组装有毛细管的玻璃瓶中，MBs-Pt NPs表面的铂纳米粒子可通过催化H_2O_2分解产生大量的氧气，从而导致该封闭反应装置中压力增大，毛细管内液柱上升。当体系中存在H_2S时，由于MBs-N_3表面的叠氮基可被H_2S还原为氨基，减少了其与Pt NPs-Alk之间的点击化学反应位点，磁珠表面的铂纳米粒子数量减少，催化H_2O_2分解的效率降低，导致毛细管液柱上升高度减小。毛细管液柱上升的高度与H_2S浓度在2.0～60μmol/L范围内呈线性关系，检出限为1.9μmol/L。本方法可用于红酒中H_2S的快速、简便测定。
2022年11期 v.50 1733-1742页 [查看摘要][在线阅读][下载 1262K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：228 ] |[网刊下载次数：0 ] - 王莹菲;孟潇;鞠熀先;刘颖;
设计了一种基于核酸适配体检测人干扰素-γ(hIFN-γ)的液滴自阵列化电化学生物传感器。通过光刻技术在镀金玻片上加工形成三电极体系阵列，并利用光点击反应对三电极体系阵列进行亲疏水图案化修饰，形成亲水性的加样检测区和疏水性周边以实现检测样品的液滴自阵列化。电活性物质亚甲基蓝(MB)标记的发卡型核酸适配体通过金硫键自组装于工作电极表面，初始状态时，MB和电极表面距离较近，显示电化学还原峰。核酸适配体对hIFN-γ有特异性结合能力，与hIFN-γ结合后，核酸适配体空间构象发生变化，使MB分子远离电极表面，引起其电化学信号显著减小。采用方波伏安法(SWV)进行检测，在hIFN-γ浓度10.0～125.0 ng/mL范围内，此传感器具有良好的线性响应，检出限(3σ)为7.5 ng/mL。此自阵列液滴适配体传感器可用于干扰素hIFN-γ的快速灵敏检测，对研究免疫细胞的受刺激响应与实现细胞因子释放相关疾病的即时检测具有重要意义。
2022年11期 v.50 1743-1749页 [查看摘要][在线阅读][下载 1036K] [引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：195 ] |[网刊下载次数：0 ] - 秦宇晨;徐静怡;康梦欣;赵超;刘宏;
相较于蒸镀和溅射等方法，电沉积技术在薄膜电极制备领域中具有成本低、易操作和平台多样化等优势。本研究开发了一种利用电沉积技术制备微型三电极的方法，利用此方法将电极搭载于印刷电路板上，直接与外部检测体系相连。所制备的微型三电极系统由金电极(工作电极)、铂电极(对电极)与Ag/AgCl电极(参比电极)组成，单个电极尺寸为0.5 mm×0.7 mm,单次检测所需样品量约10～20μL。当三电极外接检测电路后，可通过多步电位法和计时电流法，无酶、快速、定量地检测人工汗液(pH=4.7)中的葡萄糖浓度，线性检测范围为50～500μmol/L,检出限为20μmol/L。
2022年11期 v.50 1750-1755页 [查看摘要][在线阅读][下载 947K] [引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] |[下载次数：621 ] |[网刊下载次数：0 ] - 刘雪涛;孙惜茹;刘成辉;王愈聪;
利用金属有机框架材料(Fe-MIL-88)的纳米模拟酶特性，以及组蛋白与Fe-MIL-88对双链DNA(dsDNA)的竞争结合作用，以氧化型3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(oxTMB)为信号传导单元，建立了一种基于比色和光热双传感机制的组蛋白定量分析方法。Fe-MIL-88具有类过氧化物酶活性，可催化H_2O_2与3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)的反应生成oxTMB, dsDNA可与Fe-MIL-88结合，并使其类过氧化物酶活性降低，组蛋白可与Fe-MIL-88竞争结合dsDNA,使Fe-MIL-88表面dsDNA结合量减少，使其类过氧化物酶活性恢复。在Fe-MIL-88、组蛋白和dsDNA共存时，随着组蛋白浓度的增加，Fe-MIL-88的类过氧化物酶活性逐步增加，体系中oxTMB的生成量也相应增加。TMB被氧化为oxTMB后，反应溶液颜色由无色变为蓝色，且在650 nm处有最大吸收；同时，oxTMB还具有光热效应，在808 nm激光照射下可使其所在溶液温度升高。因此，可通过比色和温度变化检测体系中oxTMB的含量，从而实现组蛋白的定量测定。实验结果表明，在0.01～20.00μg/mL和0.05～30.00μg/mL范围内，组蛋白浓度分别与溶液的吸光度和温度变化呈线性关系。在比色和光热两种检测模式下，组蛋白的检出限分别为6.7和36 ng/mL。本方法操作简单、耗时少，可在1 h内实现组蛋白的快速检测，而且两种检测模式可相互验证，以提高方法的准确性。其中，温度传感模式无需大型仪器，仅采用简易温度计即可实现组蛋白的即时、快速定量分析，在组蛋白相关的生物医学研究领域具有良好的应用潜力。
2022年11期 v.50 1756-1764页 [查看摘要][在线阅读][下载 1165K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] |[下载次数：314 ] |[网刊下载次数：0 ]