多种病理机制代表了认知障碍的不同治疗靶点，但清除与生成之间的平衡对于维持大脑内部环境的稳定至关重要。因此，类淋巴系统可能是解决认知障碍的一条共同途径。本综述以已建立的类淋巴系统模型为基础，剖析并分析了其清除机制的组成部分，包括脑脊液的初始流入、脑脊液与组织间液的混合，以及混合液的流出与清除。每一部分都总结了来自实验动物模型和人体研究的证据，突出了关键结构的正常生理特性及其在认知障碍中的病理表现。类淋巴系统中出现的不同认知障碍的相同病理表现以及相同的上游影响是本综述的主要关注点。我们通过讨论新发现并概述当前研究进展中确定的局限性来结束本文。
《期刊》/nrgr/04.03/01300535 - 202512000 - 00029/图1/v/2025 - 01 - 31T122243Z/图像 - 标签图像文件格式 脊髓损伤后的继发性损伤主要表现为复杂的炎症反应，其中常驻小胶质细胞和浸润性巨噬细胞起关键作用。虽然先前的研究基于结构和功能的相似性将这两种细胞类型归为一类，但越来越多的研究表明，小胶质细胞和巨噬细胞在结构和功能上存在差异，并且对疾病进程有不同影响。在本研究中，我们使用单细胞RNA测序和空间转录组学来确定脊髓损伤后小胶质细胞和巨噬细胞不同的进化路径。我们的结果表明，脊髓损伤后小胶质细胞立即被激活为促炎表型，随着疾病进展逐渐转变为抗炎稳态表型。关于巨噬细胞，我们的研究结果突出了其与包括成纤维细胞和神经元在内的其他细胞的大量通讯。还确定了巨噬细胞的促炎和神经保护作用；促炎作用可能与整合素β2（Itgb2）有关，神经保护作用可能与制瘤素M途径有关。这些发现通过体内实验得到验证。本研究强调了脊髓损伤后小胶质细胞和巨噬细胞细胞动力学的差异，并可能为炎症机制和潜在治疗靶点提供新的视角。
《期刊》/nrgr/04.03/01300535 - 202512000 - 00024/图1/v/2025 - 01 - 31T122243Z/r/图像 - tiff 穿透性神经损伤后的功能恢复因缺乏临床再生疗法而受到阻碍。生物材料疗法作为通过免疫调节、结构支持和治疗性生物分子递送实现神经修复的医学材料显示出前景。然而，缺乏用于治疗测试的简便且模拟病理的模型是神经组织工程研究的一个瓶颈。我们部署了二维高密度多细胞皮质脑片来开发一种体外损伤（大横切/划痕伤口）的简便模型。该模型包含损伤后参与病理反应的主要神经细胞类型。至关重要的是，我们在损伤灶中观察到了标志性的病理反应，包括细胞瘢痕形成、免疫细胞浸润、前体细胞迁移和短程轴突发芽。递送测试磁性颗粒以评估该模型用于生物材料筛选的潜力，结果显示损伤激活的免疫细胞对引入的磁性颗粒摄取量高，这与体内研究结果相似。最后，我们证明了在脑片（原位多电极阵列装置中）创建具有损伤部位电尖峰局灶性丧失特征的可重复创伤性损伤是可行的，这为长期的电生理学加组织学检测提供了潜力。据我们所知，这是首次在二维多细胞皮质脑细胞片中对横断性损伤进行体外模拟，它允许对损伤/修复进行组织学和电生理学联合读数。这种简化脑损伤模型的病理模拟和适应性可能有益于再生神经病学中生物材料疗法的测试，并可选择进行功能性电生理学读数。
近年来，医用气体疗法已成为一种治疗神经性疼痛的有前景的方法。这篇综述文章旨在研究医用气体疗法对神经性疼痛的治疗效果及其潜在机制，从而为临床实践提供理论基础。使用科学网核心合集数据库进行了文献检索。关键词共现分析显示，包括“神经性疼痛”“一氧化氮”“一氧化氮合酶”“疼痛”和“臭氧”等术语频繁出现。聚类分析将这些关键词分为四大类：椎间盘疾病与气体疗法、神经性疼痛机制与气体干预、一氧化氮在调节神经性疼痛中的作用与气体疗法、以及在神经性疼痛治疗背景下气体疗法对精神障碍的影响。对医用气体疗法治疗神经性疼痛领域高被引文献的分析强调了一氧化氮和一氧化氮合酶在神经损伤和疼痛中的关键作用。包括氧 - 臭氧疗法和一氧化氮相关疗法在内的各种气体疗法，在治疗周围神经损伤后的疼痛方面显示出前景。氧化应激和一氧化氮是与三叉神经痛相关的疼痛信号传导中的关键调节因子。臭氧疗法通过抑制炎症反应、减轻氧化应激和调节神经递质释放来缓解三叉神经痛。新型纳米材料，如氧化锰纳米颗粒，在清除自由基和减轻坐骨神经痛方面也显示出潜力。臭氧疗法在治疗腰椎间盘突出症和坐骨神经痛方面已显示出良好的临床疗效，而臭氧疗法和高压氧疗法在治疗带状疱疹后神经痛方面均已证明有效且安全。总之，用于神经性疼痛的医用气体疗法主要包括氧 - 臭氧疗法、一氧化氮相关疗法、硫化氢相关疗法和高压氧疗法。虽然这些疗法在治疗神经性疼痛方面显示出疗效，但仍需要进一步研究以阐明其作用机制和安全性。尽管高压氧疗法和臭氧疗法已在临床研究中应用，但其他类型的气体疗法仍处于动物试验阶段。因此，未来的研究应侧重于开展更多多中心、大样本随机对照试验，以加速临床转化，并为患有神经性疼痛的患者提供更有效的治疗选择。
一氧化氮是一种气态信号分子，人体皮肤中的众多生理过程均由其介导。几乎每种类型的皮肤细胞都可能产生一氧化氮，且无需酶即可生成。一氧化氮在调节细胞凋亡、角质形成细胞分化与增殖、表皮屏障的保护特性以及微循环床的结构与功能方面发挥着关键作用。一氧化氮参与免疫和炎症反应、毛发生长调节以及伤口愈合过程。它介导紫外线诱导的诸如红斑和水肿形成等过程，并参与黑色素生成。此外，一氧化氮结合活性氧并防止脂质过氧化的能力赋予了它抗氧化特性。一氧化氮对基因表达和膜完整性的这种协同作用有效地保护细胞免受紫外线A诱导的凋亡和坏死。此外，一氧化氮可被视为一种抑制癌症和光老化发展的分子。它直接损害微生物并间接激活免疫系统，表现出抗菌、抗病毒和抗真菌特性。值得注意的是，一氧化氮对耐抗生素细菌有效。上述所有发现表明，一氧化氮是一种能够保护皮肤功能的气态介质。
二甲双胍是2型糖尿病的一线治疗药物。2型糖尿病与一氧化氮生物利用度降低有关，这具有重要的代谢影响，包括增强胰岛素分泌和外周葡萄糖利用。与二甲双胍类似，一氧化氮也主要通过抑制糖异生作用来抑制肝糖生成。本综述探讨了二甲双胍和一氧化氮对肝糖异生的联合作用，并提出了一种二甲双胍 - 一氧化氮混合药物用于治疗2型糖尿病的潜力。二甲双胍和一氧化氮通过重叠和不同的机制抑制糖异生。在肝糖异生过程中，线粒体草酰乙酸通过多种途径转运至细胞质，包括苹果酸途径、直接途径、天冬氨酸途径和富马酸途径。一氧化氮和二甲双胍对草酰乙酸转运的作用是互补的；一氧化氮主要抑制苹果酸途径，而二甲双胍强烈抑制富马酸和天冬氨酸途径。此外，二甲双胍能有效阻断由乳酸、甘油和谷氨酰胺生成葡萄糖的过程，而一氧化氮主要抑制丙氨酸诱导的糖异生。此外，一氧化氮有助于增强二甲双胍诱导的单磷酸腺苷激活的蛋白激酶依赖性糖异生抑制作用。二甲双胍和一氧化氮联合使用有可能减轻常见的副作用。例如，乳酸酸中毒是二甲双胍已知的副作用，与一氧化氮缺乏有关，而一氧化氮引起的氧化应激和亚硝化应激可通过二甲双胍增强谷胱甘肽的作用来抵消。二甲双胍还能增强一氧化氮诱导的单磷酸腺苷激活的蛋白激酶激活。总之，一种二甲双胍 - 一氧化氮混合药物可通过增强对肝糖异生的抑制作用、降低维持最佳血糖所需的二甲双胍剂量以及降低与二甲双胍相关的乳酸酸中毒发生率，使2型糖尿病患者受益。
氧疗是重症监护病房患者维持生命体征的关键治疗方法。然而，其临床应用出现了几个有争议的问题。本文分析了重症监护病房氧疗的当前研究趋势，并提供指导和建议。从科学引文索引核心合集中检索相关文献，并使用VOSviewer 1.6.19软件进行关键词共现和高被引文献热点分析。与重症监护病房氧疗相关的关键主题主要集中在四个方面：重症监护病房的氧疗与机械通气、2019冠状病毒病的体外膜肺氧合治疗及其在降低死亡率中的作用、缺氧和血氧饱和度监测研究、重症监护病房的吸氧治疗。高被引文献分析表明，重症监护病房使用的氧疗主要研究热点主要集中在保守氧疗、高流量鼻导管给氧疗法、高氧和低氧策略比较以及高压氧治疗研究。首先，保守氧疗降低重症监护病房死亡率的潜力已引起相当关注；然而，需要进一步的临床研究来验证其最佳参数和合适的患者群体。其次，高流量鼻导管给氧疗法已被证明可有效缓解呼吸窘迫并减少插管需求。这种疗法可提供高达60升/分钟的氧流量，有效改善呼吸窘迫并降低插管需求。在高风险拔管患者中，高流量鼻导管给氧疗法与无创通气联合使用可显著降低再插管率，使联合方法成为重症监护病房预防拔管后呼吸衰竭的最佳策略之一。第三，低氧和高氧策略在对患者死亡率、长期结局和临床医生偏好的影响方面存在差异；然而，目前尚无明确证据表明哪种策略更优。临床医生对各种氧合目标的偏好可能会影响未来研究的设计。最后，高压氧治疗被认为是各种危急情况的有效支持治疗方法，在急性重度创伤性脑损伤、脑复苏和心肺复苏中具有重要应用价值。目前，研究人员正在不断探索重症监护病房的最新氧疗方法。几项调查自动氧控制、新型高流量鼻导管给氧疗法和联合氧疗的随机对照临床试验正在进行中。应密切观察这些试验的结果。总体而言，本文为重症监护病房氧疗的科学合理应用提供了系统综述和有价值的参考。未来研究应集中在验证保守氧疗的最佳参数、评估不同患者群体的氧需求、评估氧疗的长期效果以及开发新型氧疗技术和设备上。
心力衰竭（HF）是心血管疾病患者死亡的主要原因，常与心肌细胞凋亡和内质网应激（ERS）相关。虽然氢气已显示出在减轻氧化应激和ERS方面的潜力，但最近的证据表明，镁可能有助于体内氢气的释放，进一步增强这些保护作用。本研究旨在探讨镁在异丙肾上腺素（ISO）诱导的HF大鼠模型中通过氢气释放减轻细胞凋亡和ERS的心脏保护作用。对ISO诱导的HF大鼠口服镁，改善了心脏功能，减少了心肌纤维化和心脏肥大，并降低了ISO诱导的HF大鼠血浆中肌酸激酶-MB、心肌肌钙蛋白-I和N末端B型利钠肽前体的水平。它还通过上调B细胞淋巴瘤-2、下调Bcl-2相关X蛋白和抑制ERS标志物（葡萄糖调节蛋白78、激活转录因子4和C/EBP同源蛋白）来抑制心肌细胞凋亡。镁还提高了血液、血浆、心脏组织以及人工胃液和纯水中的氢气水平，其中氢气释放持续至少4小时。此外，使用H9C2心肌细胞损伤模型进行了补充体外实验，以富氢培养基作为干预措施。富氢培养基改善了ISO处理的H9C2细胞的存活和增殖，减小了细胞表面积，抑制了细胞凋亡，并下调了ERS通路蛋白。然而，衣霉素（一种ERS诱导剂）在H9C2细胞中抵消了氢气的保护作用。总之，镁在ISO诱导的HF中通过氢气释放作用减轻ERS和细胞凋亡，发挥了显著的心脏保护作用。
血管性痴呆是一种由多种因素引起的高度异质性神经退行性疾病。目前，对于与血管性痴呆相关的认知功能障碍尚无确切的治疗方法。然而，早期检测和预防措施已被证明在降低发病风险和改善患者预后方面有效。一氧化氮在中枢神经系统的各种生理和病理过程中发挥着不可或缺的作用。近年来，一氧化氮被认为参与了突触可塑性的调节，并已成为血管性痴呆病理生理学中的一个关键因素。在血管性痴呆的不同阶段，一氧化氮水平和生物利用度会发生动态变化，后期显著降低，这对该疾病相关的认知缺陷有显著影响。本综述全面回顾了一氧化氮在血管性痴呆潜在生理和病理过程中的新作用，重点关注其对突触功能障碍、神经炎症、氧化应激和血脑屏障完整性的影响。此外，我们认为通过特定治疗策略靶向一氧化氮-可溶性鸟苷酸环化酶-环磷酸鸟苷途径可能为治疗血管性痴呆提供一种新方法，有望改善认知功能和患者预后。本综述有助于更好地理解一氧化氮在血管性痴呆中的多方面作用，并为未来的治疗干预提供见解。
高压氧疗法已成为男性不育症的一种潜在辅助治疗方法，因为它针对各种精子异常情况并改善生育结果。本系统评价和荟萃分析综合了随机对照试验的数据，以评估高压氧疗法治疗男性不育症的疗效。全面的文献检索确定了9项符合条件的研究，使用Jadad量表对其质量进行评估，并对异质性进行分析。荟萃分析显示，高压氧疗法后精子存活率、密度、形态、正常精子率和活力有显著改善，临床妊娠率增加。基于不育症病因和治疗持续时间的亚组分析进一步阐明了不育症病因导致的男性不育症的异质性。尽管荟萃分析结果具有很高的稳健性，但该研究受到纳入试验数量少和潜在发表偏倚的限制。总之，与传统治疗方法联合使用时，高压氧疗法可显著提高精子参数和生育能力，突出了其作为男性不育症有效辅助治疗方法的作用。
急性一氧化碳中毒所致心肌损伤容易被忽视。然而，急性一氧化碳中毒患者，尤其是老年患者，常因早期意识障碍而难以表达临床症状，使得并发症的早期识别具有挑战性，进而导致诊断和治疗延迟。因此，探索能够预测急性一氧化碳中毒所致心肌损伤老年患者院内心血管不良事件的指标具有重要临床意义。因此，本回顾性横断面研究纳入了2013年1月至2019年12月在北京朝阳医院高压氧科就诊的急性一氧化碳中毒所致心肌损伤老年患者。本研究共纳入119例急性一氧化碳中毒所致心肌损伤老年患者，其中无事件组94例（男性54例，女性40例，年龄71.09±7.60岁），心血管不良事件组25例（男性10例，女性15例，年龄71.48±10.38岁）。与无事件组相比，心血管不良事件组的肌酸激酶同工酶水平、甘油三酯水平、中性粒细胞/淋巴细胞比值和单核细胞/高密度脂蛋白胆固醇比值显著更高，而心血管不良事件组的高密度脂蛋白胆固醇水平显著更低。进一步的二元逻辑回归分析表明，较高的单核细胞/高密度脂蛋白胆固醇比值可能是急性一氧化碳中毒所致心肌损伤老年患者院内不良事件的独立危险因素（OR=109.783，95%CI：2.644-4557.834；P=0.013）。单核细胞/高密度脂蛋白胆固醇比值预测急性一氧化碳中毒所致心肌损伤老年患者院内心血管不良事件的曲线下面积为0.7至97，截断值为0.645，敏感性为68.0%，特异性为88.2%。在本研究中，炎症指标单核细胞/高密度脂蛋白胆固醇比值和中性粒细胞/淋巴细胞比值被确定为预测急性一氧化碳中毒所致心肌损伤老年患者院内心血管不良事件的独立危险因素。具体而言，单核细胞/高密度脂蛋白胆固醇比值被确定为预测住院期间不良事件的独立危险因素。
坏死性小肠结肠炎是新生儿最常见的胃肠道急症。其病因包括细菌定植、肠内配方奶喂养和缺氧缺血性损伤。坏死性小肠结肠炎的病理特征为凝固性坏死和细菌过度生长，可用的预防方法有限。除了影响肠道外，这种疾病对幸存者还有长期的神经学后果。高压氧疗法是一种治疗因灌注不足引起的软组织感染和损伤的成熟方法，可能是坏死性小肠结肠炎的一种替代治疗方法。在本研究中，通过给予高渗配方奶，并结合低温和缺氧暴露，在新生的斯普拉格-道利大鼠幼崽中建立了坏死性小肠结肠炎模型。大鼠幼崽接受3个绝对大气压的高压氧治疗，每次2小时，在1天或2天内完成。结果表明，高压氧疗法显著降低了坏死性小肠结肠炎大鼠的死亡率，并保留了海马体中的脑细胞数量。此外，高压氧疗法增加了肠道中一氧化氮合酶、肠脂肪酸结合蛋白和超氧化物歧化酶3的表达，并提高了海马体中超氧化物歧化酶3的水平。这些发现表明，高压氧疗法不仅降低死亡率，还减轻了实验性坏死性小肠结肠炎中肠道和脑损伤的严重程度，保持了肠道细胞的完整性并增强了抗氧化机制。
许多国家、次国家辖区和公司都在设定净零排放目标；然而，在实现这些目标的策略、政策措施、技术差距和经济影响方面仍存在问题。我们利用与14个能源经济模型的多模型比较结果，研究了到2050年美国实现全经济范围净零碳排放的潜在政策影响。模型结果表明，实现净零碳排放目标取决于加速部署近年来成本迅速下降的零排放和低排放技术（包括风能、太阳能、电池存储和电动汽车）以及相对新兴的技术选项（包括碳捕获与封存、先进生物燃料、低碳氢气、先进核能和长期储能）的政策。虽然净零政策可能会降低化石燃料消耗，包括大幅减少煤炭和石油使用，但实现净零排放并不一定意味着逐步淘汰所有化石燃料。模型结果表明，《降低通胀法案》中的能源和气候条款会加大近期的脱碳力度，但净零政策对长期结果的影响更大。严格的气候政策可能会对税收和政府支出产生重大财政影响——2050年，各模型中碳定价和碳清除补贴带来的收入占国内生产总值的比例在0.1%至3.7%之间。相对于当前政策的参考情景，每公吨碳价格提高1美元会使全经济范围的碳排放减少0.06%至0.31%。在参考政策和净零政策下，许多模型显示，整个经济的能源支出相对于如今会减少，尤其是作为国内生产总值的一部分，这主要是由于终端使用电气化和能源效率提高。
控制或消除药品中的N-亚硝胺杂质已成为制药商和监管机构面临的一项重大挑战。鉴于近期与亚硝胺原料药相关杂质的增加，这一困难尤为突出，这些杂质引发了人们对各种药物安全性和有效性的担忧。此外，制药行业面临着开发不仅灵敏、有选择性，而且精确、准确的分析方法的挑战。这些方法对于可靠地定量低水平的N-亚硝胺杂质、确保符合严格的现行监管指南至关重要。在如此低的水平下检测这些杂质的复杂性需要使用前沿分析技术，如液相色谱-质谱联用和气相色谱-质谱联用。鉴于这些挑战，本文综述探讨了2024年各类药品中N-亚硝胺杂质的最新监管指南和分析方法。本文综述的研究结果有助于为研究人员和行业专业人士提供宝贵见解，以提高药品的安全性和质量。
由于其独特的物理化学性质，聚合物纳米颗粒（NPs）是纳米医学中用于药物递送和治疗应用的有前途的工具。由聚乳酸（PLA）制成的NPs，一种可生物降解且生物相容的聚合物，被广泛用于封装治疗性分子，具有增强的疗效和降低的毒性。通常会添加聚乙二醇（PEG）涂层以赋予隐身特性并提高静脉内稳定性。给药后，NPs会迅速与血浆蛋白相互作用，尤其是人血清白蛋白（HSA），从而影响其生物分布和体内行为。在本研究中，我们制备了PLA和PLA-PEG NPs（100 - 350nm，带负电荷），并使用一种新型的前沿分析连续毛细管电泳（FACCE）方法评估了它们与HSA的相互作用。这种方法直接定量了与NPs孵育后的游离HSA，在校准范围内具有出色的重现性（RSD <2%）和线性响应（R > 0.99）。从朗缪尔吸附等温线得出的结合常数表明，PLA NPs和PLA-PEG NPs对HSA的亲和力分别为10 M和10 M，清楚地证实了聚乙二醇化后HSA结合的减少。与传统方法如等温滴定量热法或表面等离子体共振相比，FACCE证明结果更快且更可靠，分析可在3.5小时内完成。这些结果突出了FACCE在表征NP-蛋白质相互作用方面的多功能性，并进一步强调了PEG部分在调节蛋白质结合中的关键作用。
以单颗粒（sp）和单细胞（sc）模式运行的电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）属于近年来有显著发展的元素分析方法。它对纳米材料和细胞群体表征的贡献在许多不同学科中开辟了新的途径和可能性。在这种情况下，气动雾化起着关键作用，因为它仍然是ICP-MS中首选的样品引入系统。只有在知晓小物体的已知传输效率（TE）时才能获得可靠的定量数据，因此该参数的测定极为关键。在本研究中，我们研究了市售雾化器和喷雾室的各种组合，以测试它们在sp-和sc-ICP-MS中的性能。两种配置使用了0.4 mL/min的高样品流速，并搭配“传统”的旋风式喷雾室，另外四种组合采用了专为全消耗设计的喷雾室，在10 μL/min的最佳流速下使用（细胞喷雾器和高效单细胞引入系统）。高消耗设置的可实现灵敏度明显更高（约为5倍）。通过颗粒数法测定的传输效率使用三种不同的模型悬浮液进行评估：i）30 nm标准金纳米颗粒LGCQC5050，ii）负载铕的聚苯乙烯珠，以及iii）硒化酵母SELM-1。观察到三种悬浮液之间存在显著差异，某些配置的结果高达90%。实际上，这些差异意味着对于不同的方法（sp-或sc-ICP-MS），必须使用合适的校准剂来准确测定传输效率。
抗氧化剂在对抗活性氧物种以及维持机体健康方面至关重要，因此实现对生物体内常见抗氧化剂的快速定量检测尤为重要。目前基于纳米酶的总抗氧化能力（TAC）检测方法存在局限性：依赖过氧化氢（H₂O₂）、贵金属成本高以及抗氧化剂区分能力差。为应对这些挑战，我们通过氧空位工程和3d-2p-4f轨道耦合设计了一种双调控的镍掺杂二氧化铈（Ni-CeO₂）纳米酶。密度泛函理论（DFT）计算表明，镍掺杂协同影响氧空位的自发形成，并通过梯度轨道杂化增强电子转移，与未掺杂的CeO₂相比，类氧化酶活性提高了2倍（V = 0.10 μM/s）。利用这种不依赖H₂O₂的纳米酶，我们开发了一种便携式比色平台，能够通过独特的抑制动力学实现超灵敏检测和抗氧化剂区分。与基于智能手机的纸质传感器集成后，可在5分钟内对商业饮料和化妆品进行现场TAC定量，回收率为98.35-104.41%，每次检测成本仅为0.2美元。这项工作为开发用于检测TAC的低成本、可现场部署的纳米酶传感器树立了范例。
本研究介绍了一种简单有效的一锅法检测方法，用于使用H8适配体修饰的磁珠（H8Apt-MB-HA）定量检测人白蛋白（HA），该方法适用于各种生物体液，包括尿液、血清和汗液。与HA结合后，适配体-磁珠复合物表现出浓度依赖性聚集：在低HA水平下分散良好，在较高浓度下聚集，在U型孔板中在磁场下快速沉降。这些聚集模式在视觉上是可辨别的，无需复杂仪器即可进行快速定性筛选。对于定量分析，使用ImageJ软件处理由智能手机或平板扫描仪（Cytation™ 5）捕获的数字图像，从而实现准确的信号定量。顶视图和底视图检测的检测限分别为5.9和6.5 mg/L，并在5.0-7.0的尿液pH范围内表现出稳健的性能。与其他生物成分的交叉反应最小，证实了适配体的高特异性。对患者尿液样本的临床验证表明，该方法与标准免疫比浊法具有良好的相关性，突出了该检测方法在即时检测中的潜力。这种方法支持即时解读和临床决策，在资源有限的环境以及肾脏相关疾病的常规监测中尤其有价值。
在此，通过利用酶触发的硼酸酯在两种半导体之间桥接，报道了一种用于光电化学（PEC）检测的创新极性切换策略。通过在InS上依次包覆聚乙烯亚胺（PEI）并共价连接4-羟基苯乙酸（PhOH）来制备单酚修饰的InS，而通过壳聚糖（CS）表面包覆来制备二羟基修饰的CuZnSnS。在酪氨酸酶（TYR）的催化下，InS@PEI-PhOH的单酚基团转化为邻二酚基团。借助1,4-苯硼酸，在经TYR处理的InS@PEI-PhOH和CuZnSnS@CS之间形成硼酸酯桥，从而使InS能够锚定在CuZnSnS@CS修饰的电极表面。结果，光电极上p-n异质结的形成可以反转光电流极性，实现对TYR活性的极性可切换PEC检测。对于TYR活性检测，线性范围为0.01至5 U mL，检测限为0.0015 U mL。所建立的方法成功应用于人体血清样品中TYR活性的检测。
本研究调查了使用硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）生物传感器上的DNA探针检测miRNA-21时，传感缓冲液的表面修饰和离子浓度的最佳条件。离子强度是影响DNA/RNA杂交效率和FET检测灵敏度的关键因素，它通过影响双链体形成和德拜长度来起作用。在这些效应之间达到最佳平衡对于超灵敏miRNA检测至关重要。通过对反应时间、温度和pH值进行系统测试，优化了表面功能化过程。在室温下进行30分钟的硅烷化反应，无需调节pH值，然后用乙酸冲洗，可得到最均匀的二氧化硅表面。对于杂交检测，荧光显微镜显示，Bis-Tris丙烷（BTP）缓冲液的最高离子强度（150 mM）产生的杂交量最大。掠入射小角X射线散射（GISAXS）证实了在所有离子强度下，DNA/DNA和DNA/RNA杂交体中稳定的二级结构。对于SiNW-FET测量，测试了具有不同离子强度（10 mM、50 mM和150 mM）的BTP缓冲液。50 mM的BTP缓冲液在杂交离子强度和双电层结构之间提供了最佳平衡，产生了最高的电压变化，并提高了对超低miRNA浓度的检测灵敏度。此外，50 mM的BTP优于50 mM的磷酸盐缓冲盐水（PBS），因为BTP的抗衡离子较大，减少了离子在传感器表面的积累，进一步提高了灵敏度。这些发现对于推进检测低浓度miRNA的非侵入性液体活检技术至关重要。
肺癌是最常见的癌症形式。早期检测和诊断可以降低死亡率，肿瘤标志物的变化有助于评估癌症风险。在这项工作中，通过一种简单的方法合成了一种发光型化学发光（CL）水凝胶SCG-Co-鲁米诺，并将这种水凝胶与基于三维微流控纸基分析装置（3D μPAD）集成，以开发一种用于识别多种肺癌标志物的可视化生物传感器。制备的SCG-Co-鲁米诺与HO反应后能产生强烈的CL信号，由于其多孔结构，CL时间可持续60多分钟。3D μPAD设计有六个检测区域，基于空间分辨率的概念，可以同时识别两种肺癌标志物NSE和CEA。以水凝胶为传感界面，3D μPAD为检测平台，注入HO后发出蓝色CL信号，并用智能手机捕获发光图像。使用Image J软件处理图像的灰度值，结果表明NSE和CEA的浓度与CL强度之间存在明显的线性关系。免疫分析的线性范围为0.1-10000 pg/mL，NSE和CEA的检测限分别为0.032 pg/mL和0.036 pg/mL。最后，所提出的可视化CL免疫分析方法成功应用于实际样品中NSE和CEA的测定。总体而言，所制备的方法具有检测快速、灵敏度高和便携性强的优点，在肺癌多组分检测和分析方面具有很大的应用前景。
在此，通过使用聚集诱导发光（AIE）荧光团的络合过程，合成了一种用于检测水溶液以及细胞中锌离子的新型双光子激发荧光传感器。含有水杨醛部分的席夫碱衍生物的近红外AIE荧光化学传感器对锌离子表现出明显的选择性响应。基于四苯乙烯结构的四苯乙烯喹啉苄丝肼探针与锌离子络合，然后在水性缓冲溶液中聚集，导致650nm处红色发射显著的开-关增强。此外，这种荧光分子很容易穿透细胞膜，并成功实现了活细胞的细胞内锌离子成像。
细胞计数和活力是生物学研究、药物发现和生物加工中的关键参数。评估这些指标的传统方法通常依赖于破坏性的终点分析。本研究提出了一种新型多参数传感平台，该平台能够以微孔板形式同时分析细胞活力和计数。该平台结合了基于热的传感和基于阻抗的传感，以利用这些方法对细胞数量和活力变化的不同响应。至关重要的是，这两种技术都受细胞活力和计数的影响，但程度不同。这种灵敏度差异使得可以利用这两种方法独立评估这些参数。热传感主要量化细胞生物量，而阻抗测量对与细胞活力相关的膜完整性变化更敏感。将这些传感元件集成到标准微孔格式中便于进行实时和无标记测量。对不同浓度和活力状态的酿酒酵母培养物进行的实验证明了该平台的能力。开发了多变量回归模型以独立预测细胞数量和活力，分别实现了0.106×10个细胞的均方根误差和19.67%的活力误差。值得注意的是，在较高细胞浓度下性能有所提高，活力预测误差降至5.02%。这种集成方法有望对细胞培养物进行连续、非破坏性监测，为传统终点分析方法提供一种经济高效的替代方案。该平台提供细胞群体动态实时洞察的能力可显著增强生物技术中的各种应用，包括生物过程优化、药物筛选和毒性测试。此外，它与标准微孔板格式的兼容性便于轻松集成到现有的实验室工作流程中。
快速、准确且广谱地检测食品中的病原菌非常重要，并且随着对食品安全问题的日益关注，这一需求也在不断涌现。在此，我们展示了一种基于超灵敏表面增强拉曼光谱（SERS）的适体传感器，它由核壳结构（Ag@Au）和磁性复合材料（FeO@Au@Ag）组成。基于内标，将4-巯基苯甲酸（4MBA）作为拉曼报告分子嵌入到Ag@Au纳米颗粒（Ag@4MBA@Au）中。Ag@4MBA@Au与FeO@Au@Ag相结合，用于形成具有最强拉曼信号的适体传感器。在接触沙门氏菌后，SERS纳米标签与磁性底物之间的相互作用被破坏，导致4MBA的拉曼强度与沙门氏菌浓度呈负相关。结果表明，对于五种沙门氏菌亚型（鼠伤寒沙门氏菌、肠炎沙门氏菌、肯塔基沙门氏菌、印第安纳沙门氏菌、S. NO），线性范围为10至10⁶ cfu/mL，检测限分别低至1.782、1.637、1.941、1.632、1.875 cfu/mL。当应用于实际样品（湖水、牛奶、虾）中沙门氏菌的检测时，无需预处理且结果与标准方法相比无显著差异。
以高灵敏度检测特定DNA（包括单核苷酸变异体SNV）的能力对于推进基因研究、诊断和个性化医疗至关重要。本研究提出了一种超灵敏DNA检测的新方法，将连接滚环扩增（L-RCA）与CRISPR-Cas12a相结合。虽然L-RCA系统已广泛用于核酸检测，但传统L-RCA的灵敏度一般达到约100 pM。在此，我们证明通过将多个CRISPR靶区域整合到锁式探针中，RCA-Cas12a系统的灵敏度可显著提高。该方法实现了卓越的灵敏度，能检测低至1 aM（每个反应6个拷贝）浓度的DNA，并且能够识别等位基因比例低至1%的单核苷酸变异体（SNV）。与目前许多复杂的RCA-Cas12a策略不同，该方法简单，不需要先进的标记或仪器，使其成为各种应用中进行超灵敏DNA检测的有前途的工具。
血管紧张素I和II（Ang I、Ang II）、醛固酮（ALD）、18-羟皮质酮（18-OHB）、18-羟皮质醇（18-OHF）和18-氧代皮质醇（18-OXOF）是原发性醛固酮增多症（PA）筛查、确诊及分型的关键生物标志物。液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）能够同时对多种分析物进行定量；然而，诸如劳动强度大的手工操作、复杂的生物基质、结构类似物干扰以及目标分析物的物理化学多样性等障碍限制了其在临床实验室中的应用和推广。本研究建立并验证了一种基于自动磁珠辅助顺序萃取（MBASE）的稳健LC-MS/MS方法，用于同时检测和定量Ang I、Ang II、ALD、18-OHB、18-OHF和18-OXOF。该方法实现了完全的色谱分离，不受内源性激素或外源性药物的干扰。分析回收率在86.14%至112.89%之间，总不精密度在2.93%至12.89%之间。MBASE与传统固相萃取法对所有六种分析物均显示出强相关性（R：0.967 - 0.997），偏差范围为-4.0%至5.1%。与传统固相萃取过程相比，MBASE工作流程将总处理时间减少了46%，手工操作时间减少了77%。这种LC-MS/MS方法的临床应用表明，Ang I和Ang II是有效的筛查生物标志物，而ALD、18-OHB、18-OHF和18-OXOF可用于区分PA亚型。总体而言，新开发的MBASE-LC-MS/MS方法在PA诊断方面表现出优异的性能和显著优势。它可能成为PA早期筛查和分型的有前途的工具，并在临床应用中增强自动质谱分析过程。
基于一维凝胶电泳的蛋白质免疫印迹法（1DE-WB）是蛋白质分析的常规技术。然而，在1DE-WB中，针对单个蛋白质靶点常常会出现多个免疫反应条带，但只有与标准蛋白理论分子量相对应的条带被认为是相关的，其他免疫反应条带则被当作假阳性而忽略。然而，这些额外条带实际包含什么尚未明确。蛋白质异构体是基因产物的最终结构和功能实体。在此，通过质谱（MS）、二维凝胶电泳-蛋白质免疫印迹法（2DE-WB）或2DE-WB与MS联用，在人垂体组织样本生长激素和催乳素的1DE-WB分析中鉴定出多个免疫阳性条带，且发现免疫阳性条带包含多种蛋白质异构体；一系列已发表的1DE-WB数据表明这可能是一种常见现象。因此，1DE-WB的多个阳性条带可能代表不同的蛋白质异构体，而非非特异性反应，并且MS、2DE-WB或2DE-WB与MS联用是鉴定蛋白质异构体从而更全面理解1DE-WB数据的有效方法。
鹿茸因其营养特性而备受重视，但其复杂的来源以及市场上普遍存在的掺假现象导致了显著的质量差异。因此，本研究旨在建立一种高效、准确的方法来鉴别不同种类的鹿茸，以提高分类准确性和可追溯性。共从四种鹿茸中收集了120个样本：梅花鹿茸（SVA）、马鹿茸（WVA）、驯鹿茸（RVA）和驼鹿茸（MVA）。使用计算机视觉、超快速气相电子鼻和高效液相色谱（HPLC）技术提取颜色、质地、气味和成分等多维特征。通过多元统计分析（VIP>1，P<0.05），确定了162个关键判别因子。基于涌现原理，结合鲸鱼优化算法（WOA）和随机森林（RF）开发了一种分类模型——鲸鱼优化算法-随机森林（WOA-RF），以优化分类过程。结果表明，WOA-RF模型在区分不同种类的鹿茸时成功率达到了100%。所提出的基于多维数据融合的智能分类算法，不仅能够高效鉴别鹿茸种类，还揭示了多维特征与优化算法相结合所产生的涌现效应。这种方法显著超越了单一技术的局限性，为食品种类鉴别和可追溯性提供了关键的技术支持和方法指导。
黄曲霉毒素B1（AFB1）广泛存在于粮食作物及其产品中，作为一种污染物对人类健康构成重大风险。因此，开发可靠、快速且便捷的AFB1检测方法对于确保食品安全至关重要。在本研究中，采用了一种“金属有机框架上的金属有机框架”策略来制备双金属金属有机框架，以MIL-101（Fe）作为主体金属有机框架（MOF），并以具有优异类过氧化物酶活性和光敏性的MIL-125（Ti）作为客体。然后将该材料在氮气气氛下煅烧，以促进框架的碳化和中空结构的形成，从而制备出MIL-125@MIL-101-N催化剂。该方法利用铁和钛的独特性质来降低比色过程中的反应势垒。“金属有机框架上的金属有机框架”结构中的主客体相互作用可防止铁的过度配位，否则会加速光生电子 - 空穴对的复合，从而拓宽光吸收范围并提高光生电子能力。基于双金属“金属有机框架上的金属有机框架”策略，构建了一种比色传感器，该传感器以MIL-125@MIL-101-N材料和适体作为识别元件用于检测AFB1。结果表明，RGB值与AFB1浓度在1 - 1380 ng/mL范围内呈线性关系，可用于AFB1的灵敏和可视化检测。
乳腺癌来源的小细胞外囊泡（BC-sEVs）中的蛋白质生物标志物在液体活检中具有巨大潜力。然而，由于其固有的异质性和低丰度，检测仍然具有挑战性。在此，我们开发了一种基于与门逻辑的DNA级联信号放大策略，称为交替引物交换反应激活的Cas12a（Alt-PER-Cas12a），用于临床样本中BC-sEVs的超灵敏检测。这种双蛋白识别系统采用EpCAM/MUC1特异性捕获探针释放两个DNA发夹（Hep和Hmu）作为Alt-PER中的与门输入。相应的Hep和Hmu发夹可以与大量引物引发Alt-PER，生成具有交替重复单元的长单链DNA产物。每个重复单元作为CRISPR激活剂，诱导Cas12a的反式切割活性并实现级联信号放大。构建的策略表现出出色的灵敏度，检测限为2.6×10颗粒/毫升。在临床验证中，它已成功用于区分乳腺癌患者和健康供体（AUC = 0.992），并显示出液体活检的巨大潜力。
清肺十八味丸是一种由18味药材组成的传统藏药，具有清热解毒、止咳化痰的功效。本研究采用高效液相色谱法（HPLC）、紫外可见分光光度法（UV）和傅里叶变换红外光谱法（FT-IR）等多维分析技术，建立了22批次清肺十八味丸样品的质量评价体系。HPLC以双波长融合指纹图谱（DWFFP）和双波长吸收系数比指纹图谱（DWAR）为核心。DWFFP在250nm和265nm波长下构建，融合24个共有峰生成对照指纹图谱（RFP），采用系统量化指纹图谱法（SQFM）计算相似度（S、P、α）。DWAR通过主次吸收系数比鉴定峰纯度，发现G3、G6和G19等峰波动较大。主成分分析（PCA）和聚类分析（HCA）表明，不同厂家的样品质量存在差异。此外，采用标准曲线法（SCM）对没食子酸（GA）、沉香四醇（AT）、甘草苷（LG）和鞣花酸（EA）4种目标成分进行定量分析。同时，引入UV和FT-IR定量指纹图谱（QFP）将连续光谱转换为离散量子峰，保留了原始信息，增强了数据可视化。最后，将上述4种方法（2/5 UV+1/5其他方法）进行加权分析，建立了多技术融合方法。结果表明，该方法能够表征中药的整体质量，克服单一技术的局限性，为复方制剂的质量控制提供了新的解决方案。
癌症是全球最危险的疾病，也是第二大致死原因。阿霉素（DOX）是治疗癌症最有效的化疗药物。DOX具有副作用和很强的细胞毒性。因此，开发用于装载这种药物的生物载体迫在眉睫。在这项工作中，我们报道了一种基于用紫珠提取物和氧化铁纳米颗粒功能化的MXene（EX-FeO-MX）的新型平台，用于在不同时间和pH值下装载和释放DOX，并通过MTT法揭示DOX@EX-FeO-MX对乳腺癌细胞系（MCF-7）的细胞毒性。拉曼光谱、紫外可见光谱、X射线衍射光谱和傅里叶变换红外光谱以及场发射扫描电子显微镜图像显示DOX负载到了EX-FeO-MX杂化物上。场发射扫描电子显微镜图像显示在MXene层上主要粒径为34.7±2.6nm的FeO纳米颗粒。100ppm的EX-FeO-MX和DOX@EX-FeO-MX分别显示0.91ppm和0.84ppm的酚类物质，对DPPH自由基的清除率分别为86.84%和75.93%。由于提取物酚类基团的存在，与MX和FeO-MX相比，EX-FeO-MX对DOX的有效负载率为88%（在pH7.0下4小时）。DOX@EX-FeO-MX杂化物的行为呈现出双相释放模式，包括初始的突发释放，随后是持续的药物释放。在正常生理pH7.0时，DOX@EX-FeO-MX在12小时时的DOX释放量为24.6%，而在pH4.0时72.1%的DOX被释放。在pH7.0和4.0下25小时后，DOX的释放量分别为30.5%和73.6%。细胞毒性测试评估了显著的活力损失，对于4μg/mL的DOX@EX-FeO-MX，在暴露24小时和48小时后分别为41%和22%。48小时后，DOX@EX-FeO-MX的活力损失与游离DOX相当，IC50约为1μg/mL。所有这些发现表明，EX-FeO-MX载体在生物医学应用中具有显著优势，基于DOX@EX-FeO-MX的杂化物因其卓越的性能、大表面积和协同效应而表现出强大的抗癌作用。
黑磷（BP）具有许多优异的物理和化学性质，包括高光热转换效率和高生物相容性，这使其在生物医学领域得到广泛应用。活性氧的异常增殖是许多疾病（如炎症和肿瘤）的特征之一。对活性氧进行可视化监测具有重要意义。在此，我们以聚乙二醇化的BP/鲁米诺纳米片为底物，开发了用于对异常活性氧位点进行成像的荧光染料罗丹明B（RhB）和Cy5.5共共轭BP纳米复合材料（BP-Lu-RhB-Cy5.5）。在BP-Lu-RhB-Cy5.5中，鲁米诺会被活性氧氧化至激发态，然后释放光子。化学发光通过分子内化学发光共振能量转移（CRET）和荧光共振能量转移（FRET）效应迁移至近红外区域，从而实现体内深部组织成像。BP-Lu-RhB-Cy5.5对过氧化氢的检测限达到6.1×10⁻⁸ M，在体外实验中实现了7 mm的穿透深度。此外，我们利用皮下炎症和肿瘤模型验证了BP-Lu-RhB-Cy5.5在体内成像中的效果。化学发光排除了额外激发光的干扰并确保了信噪比。作为载体的黑磷纳米片确保了整个材料的生物安全性。这项工作证明了利用BP-Lu-RhB-Cy5.5进行监测和治疗的可行性，为多功能生物医学材料的开发提供了一条途径。
抗菌药物敏感性测试（AST）对于指导及时的抗生素治疗至关重要；然而，医院中使用的传统方法仍然耗时。为了实现超快速AST，我们开发了一种基于表型的微流控AST系统，能够在1小时内生成10种抗生素的敏感性图谱。该平台在一个三层微流控芯片中集成了抗生素暴露后的细菌培养、双荧光活力染色（通用染料SYTO9，死细胞染料碘化丙啶（PI））和形态计量分析。优化的染色条件（2.5 μM SYTO9、30 μM PI、10分钟孵育）能够通过定量药物培养后死细胞比例或伸长的细胞长度，直接区分药物敏感病原体。对于药物敏感菌株，40分钟的抗生素暴露足以产生明显的死细胞（总计18.5 - 51.4%）或伸长的细胞（长度为10.94 - 12.24μm）；而与无药物对照相比，耐药菌株的死细胞比例（<5%）和细胞长度（1.4 - 3.8μm）几乎没有变化。对19份大肠杆菌阳性尿液样本针对10种典型抗生素进行基于芯片的AST临床验证表明，与金标准AST相比，耐药样本的一致性为98.7%，药物敏感样本的一致性为99.1%。该系统为急诊（ICU）或资源有限地区的现场AST提供了一种超快速、经济高效的解决方案。
主要由β-内酰胺酶驱动的抗生素耐药细菌，严重削弱了β-内酰胺类抗生素的有效性，对人类健康构成了严重威胁。因此，开发灵敏、快速的诊断方法以区分抗生素耐药菌和抗生素敏感菌，从而指导临床用药至关重要。在本研究中，我们展示了一种选择性“开启”化学发光探针（HS-CL），它是通过将2-碘苯甲酰基连接到苯氧基二氧杂环丁烷支架上创建的。抗生素耐药细菌与β-内酰胺类药物的相互作用会产生硫化氢分子，这些分子选择性地触发探针HS-CL，导致化学发光信号显著增加。这使得能够进行细菌耐药性的即时检测。探针HS-CL对硫化氢浓度在5至100μM范围内表现出优异的特异性和线性响应（R = 0.9822），检测限为1.02μM。我们用四种不同的抗生素耐药菌株对该方法进行了测试，包括鲍曼不动杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和肺炎克雷伯菌，以及两种抗生素敏感菌株，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。该探针可以直接指示所检测的β-内酰胺类药物中是否存在抗生素耐药性。最值得注意的是，当我们将这项技术应用于从患者分离出的细菌，包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌时，化学发光探针成功地将β-内酰胺耐药菌株与抗生素敏感菌株区分开来。
准确及时地检测包括C反应蛋白（CRP）、干扰素-γ（IFN-γ）和降钙素原（PCT）在内的炎症生物标志物，对于各种疾病的诊断和监测至关重要。传统免疫分析方法往往存在工作流程复杂、孵育时间长和多重检测能力有限等问题，这限制了它们在高通量或即时检测应用中的效用。为了克服这些挑战，我们开发了一种光引发化学发光分析（LICA）平台，利用包裹有β-二酮-Eu（III）配合物的光敏微球和发光微球的合成及功能化，用于快速检测CRP、IFN-γ和PCT。LICA平台展现出优异的分析性能，对CRP的检测限为6.2 ng/mL，对IFN-γ为0.32 pg/mL，对PCT为0.012 ng/mL，同时具有出色的特异性和重现性。我们通过分析临床血液样本进一步验证了LICA平台，结果与使用成熟临床方法获得的结果高度一致，相关系数超过0.9940。机理研究表明，单线态氧是驱动发光的关键活性物种，而配体到Eu（III）金属中心的高效分子内能量转移在发光发射中起关键作用。我们的研究结果强调了LICA平台作为检测多种炎症生物标志物的变革性工具的潜力，特别是在需要快速、多重检测炎症生物标志物的情况下。
镉（Cd）污染因其毒性以及在水源中的持久性而带来严重的环境和公共卫生风险。包括侧向流动测试条（LFTSs）在内的传统重金属检测方法，往往存在信号关闭机制，需要复杂的解读，并且在环境基质中对痕量水平检测的灵敏度有限。为应对这些挑战，我们开发了一种基于适体的信号开启型侧向流动测试条（ATS），用于快速可靠地检测镉。该ATS利用一种镉特异性适体（apCd）和与适体共轭的金纳米颗粒（apAuNPs）作为信号探针，提供直接的视觉解读，其中T线的出现与镉的存在相关。对测试条设计和检测条件进行了优化，以提高灵敏度和特异性，包括apCd浓度、T探针浓度、表面活性剂类型、apAuNPs共轭体积和孵育时间。该ATS的检测限（LOD）为0.02 ppb（3SD/斜率），视觉检测阈值为1.0 ppb，均超过了世界卫生组织（3 ppb）和泰国（5 ppb）的饮用水标准。稳定性测试证实其在室温下35天以上仍具有功能。应用于实际水样，包括饮用水、自来水和河水，显示出对镉的准确检测，突出了ATS的稳健性和现场适用性。这种信号开启型ATS结合了简单性、便携性和高灵敏度，为分散式重金属污染监测提供了一种创新解决方案，填补了当前环境传感技术的关键空白，并推动了水质管理工作。
4-苯基异硫氰酸酯（4-PITC）稳定层成功电接枝到玻碳电极（GCE）上。电极修饰过程在单一溶液中按三个连续步骤进行：（1）通过计时电流法将4-NITC的硝基还原为氨基部分；（2）氨基与亚硝酸原位反应以获得不稳定的重氮官能团；（3）通过计时电位法对重氮进行电接枝。获得了具有最小表面污染的薄最佳层。通过循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）对有机膜的形成进行了表征。该电极用于通过差分脉冲伏安法（DPV）检测Pb（II）和Fe（II）。在最佳条件下，Pb（II）的检测限为1.2 μg L，Fe（II）的检测限为2.0 μg L。所开发的电极成功应用于检测用于治疗缺铁性贫血的注射用铁剂中的Pb（II）和Fe（II），同时调查Pb（II）的污染情况。
一种基于环保基底开发的可穿戴植物传感器，旨在对植物和果实进行无损、原位和实时的农药分析。在本研究中，我们介绍了一种采用激光刻写石墨烯（LSG）技术在纸质基底上制备的可穿戴植物传感器，用于检测农作物中的百草枯（PQ）。观察到无色指甲油与化学处理过的纸质基底相结合产生了协同效应，通过LSG制造工艺形成了多孔、高性能的导电石墨烯基电极。该器件在0.1 mol/L Britton-Robinson（BR）缓冲液（pH 9.0）中，采用方波伏安法（SWV）检测浓度范围为0.5至100.0 μmol/L的PQ，检测限（LOD）为0.082 μmol/L。该可穿戴植物传感器在模拟农作物实际环境的反复弯曲循环下表现出优异的机械耐久性。此外，在常用农药和天然水果饮料样品中常见的分子存在的情况下，它表现出显著的选择性。作为适用性的证明，这种灵活且可持续的非酶可穿戴传感器通过便携式恒电位仪和智能手机直接应用于水果和叶片表面以检测PQ。结果证实了其适用于现场农药检测，使其成为精准农业（PA）应用的有效工具。
本研究开发了用于测量土壤中全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）浓度的标准参考物质（CRM）。从不同的氟污染区域采集了三种土壤候选CRM，进行干燥、研磨、筛分、均质化处理，并以30克每份进行装瓶。为提高其实用性，采用预处理优化策略解决了对潜在影响因素（样品粒径、萃取试剂、萃取次数、萃取pH值、平衡时间、柱类型和过滤器）的潜在担忧。采用同位素稀释液相色谱 - 串联质谱法（ID-LC-MS/MS）对土壤候选物中PFOA和PFOS的浓度进行均匀性研究、稳定性评估和特性表征。评估了包括特性表征、均匀性和稳定性在内的标准值的合成不确定度。此外，还开展了一项涉及11个实验室的实验室间研究以支持特性表征。PFOA的标准值和扩展不确定度分别为0.82±0.13μg/kg（ESF1）、6.5±0.8μg/kg（ESF3），PFOS的标准值和扩展不确定度分别为2.4±0.4μg/kg（ESF1）、17±2μg/kg（ESF2）、85±8μg/kg（ESF3），这些可用于环境监测中的质量控制。
由于没食子酸丙酯（PG）对人类健康和环境安全构成重大威胁，因此开发快速灵敏的检测方法至关重要。在此，以5-硼酸间苯二甲酸和邻苯二胺为前驱体设计了B、N共掺杂碳点（BN-CDs），用于对PG进行荧光和比色双模式检测。具体而言，PG的存在会导致荧光强度降低，同时会形成一种独特的黄褐色络合物，表现出明显的比色响应。荧光和比色模式显示出可靠的选择性和出色的灵敏度，检测限分别为0.12μg/mL和0.27μg/mL。通过实验结果和密度泛函理论（DFT）分析证实，荧光传感机制归因于静态猝灭效应（SQE），这表明“开-关”过程可归因于非发光物质的形成。此外，实际样品检测的应用显示出出色的自校准能力，回收率在94.0%至112.0%之间，令人满意。此外，智能手机辅助传感系统能够通过准确区分细微的颜色变化，方便直观地评估PG水平。该研究提出了一种用于快速准确检测PG的有效双模式传感方法，这在降低PG暴露概率方面具有显著优势。
在此，开发了一种结合比色法和表面增强拉曼散射（SERS）的双模式方法用于沙门氏菌检测。免疫磁珠用于分离和富集沙门氏菌。并且将GOx@ZIF-90@PDA@pAbs用作信号探针来催化葡萄糖形成H₂O₂。在H₂O₂存在的情况下，辣根过氧化物酶（HRP）催化的苯酚聚合导致酪胺（TYR）聚集，这通过TYR与金纳米颗粒（AuNPs）之间的强静电相互作用导致AuNPs聚集。基于酶促级联催化信号放大诱导的AuNPs聚集，该双模式方法表现出宽线性范围（10⁻¹⁰ CFU/mL）和高灵敏度。比色模式的检测限（LOD）为34 CFU/mL，而SERS模式下的LOD为5 CFU/mL，比色模式低6.8倍。此外，这两种模式具有高特异性和适用性，这可能是一种用于快速灵敏检测沙门氏菌以确保食品安全的有前途的方法。
外周血中的循环肿瘤细胞（CTC）是导致肿瘤转移的异质性群体。因此，CTC的分离及其表型的精确分析对于癌症早期诊断和有效治疗至关重要。在本研究中，我们开发了一种集成微流控芯片，能够从全血中高效分离CTC，并使用近红外光电化学（PEC）适体传感器和荧光成像进行双模检测。这种双模策略增强了表型筛选并提高了检测准确性。该芯片具有人字形微流控通道，与基于Yb-BiS@AuNPs纳米复合材料的PEC传感系统相结合，该复合材料用作光电转换元件，以及用于捕获CTC的适体功能化表面。利用“轨道交通”原理，基于空间效应选择性地捕获和筛选不同的CTC表型。捕获后，用半菁荧光探针对CTC进行标记以进行荧光成像。该系统实现了高达90%的肿瘤细胞分离效率。PEC适体传感器的灵敏度与荧光成像相结合，确保了肿瘤细胞检测的高精度。这种双模系统既提供了基于PEC的高灵敏度检测，又提供了基于荧光的细胞计数，能够以卓越的性能对CTC进行表型筛选和定量分析。
将氧化铜用于构建高效电化学传感器已成为一个热门研究课题。氧化铜纳米颗粒的形态和结构对其催化性能有重要影响。通过化学还原法制备了立方和球形混合的氧化铜颗粒，然后通过简便的超声处理将其与羧基化多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH）复合。将CuO/MWCNTs-COOH复合材料修饰在玻碳电极（GCE）上，构建了一种用于高灵敏度检测对乙酰氨基酚（APAP）的新型传感器（CuO/MWCNTs-COOH/GCE）。在优化的实验条件下，CuO/MWCNTs-COOH/GCE对APAP检测具有宽线性范围（1-200μM）、高灵敏度（1.022μA/μM）、低检测限（LOD，3σ/k，0.25μM）、良好的抗干扰性、重现性、重复性和稳定性。通过测定市售片剂中的APAP（回收率：96.0%-104.7%）和加标人血清样品中的APAP（回收率：94.0%-104.0%），验证了CuO/MWCNTs-COOH/GCE的实际适用性。
开发简单、快速且灵敏的微囊藻毒素 - 亮氨酸 - 精氨酸（MC-LR）检测方法对于确保食品安全至关重要。利用金属有机框架（MOF）材料MOF-818开发了一种新型的纳米酶联比色适体传感器。适体和表面带有互补DNA（cDNA）的MOF-818（MOF-818/cDNA）分别作为生物受体和信号报告分子。在没有MC-LR的情况下，MOF-818/cDNA与适体结合，催化3,5 - 二叔丁基邻苯二酚（3,5-DTBC）氧化并产生黄色产物。而在存在MC-LR的情况下，它会竞争性地与适体结合，抑制MOF-818/cDNA的捕获并降低催化活性，从而实现比色定量。该方法的线性检测范围为1 - 200 ng/mL，检测限为0.849 ng/mL。它成功地对加标湖水、自来水以及受MC-LR污染的可食用藻类（钝顶螺旋藻和蛋白核小球藻）粉末中的MC-LR进行了定量，回收率在81.45%至136.67%之间。本研究为食品和环境样品中MC-LR的筛查提供了一种经济高效且便携的方法。
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