组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
葡萄糖（glucose, Glc，无其他糖的流体/溶液）、二硝基甲苯（dinitrotoluene, DNT）、二甲基邻苯二甲酸酯（dimethyl phthalate, DMF）、二苯胺（diphenylamine, DFA）、间苯二酚（resorcinol, RES，爆炸物组分溶液）、二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide, DMSO）与吡嗪（pyrazine，溶液/蒸气）
检测原理
该传感方法以蛋白结合事件触发内源或外源荧光变化。TMBP 与葡萄糖结合后，其双叶结构发生构象重排，结合腔内色氨酸微环境改变，导致 295 nm 激发下约 340 nm 的 Trp 荧光强度增强；温度改变可调节结合位点柔性，从而改变葡萄糖结合亲和力与特异性。OBP 系统则利用 β-桶状疏水腔结合 DNT、DMF、DFA、DMSO 或吡嗪等小分子，配体进入后引起蛋白构象和疏水微环境变化；ANS 标记的 CfOBP 中，Trp 与 ANS 之间发生能量转移，表现为 Trp 发射增强、ANS 发射降低，同时界面折射率发生变化。信号随被测物浓度增加而单调变化，无需酶催化或底物消耗。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
文中未报告 LOD、线性范围、RSD、回收率或与 ELISA/HPLC/qPCR 的定量对比。TMBP 在 25–90°C 荧光谱基本不变，麦芽糖使荧光增强约 12%，海藻糖降低约 11%；丙烯酰胺猝灭常数较低，说明 Trp 被紧密包埋。葡萄糖结合呈温度依赖：25°C 表观 Kd 约 20 µM 和 5 mM，60°C 约 40 µM，90°C 不结合。猪 OBP 耐热至 80°C，热变性中点 70°C，GdnHCl 变性中点 2.3 M，ΔG 为 -5.95 kcal/mol；0–1.4 M GdnHCl 中荧光增强 15%、寿命降低 25%。pOBP 可结合 DNT、DMF、DFA、RES，作者认为适合开发爆炸物检测突变体；CfOBP 结合 DMSO/吡嗪产生荧光与折射率响应，显示环境/生物危害传感潜力。
传感器的构成
- 识别元件：TMBP（D-trehalose/D-maltose-binding protein，来自 Thermococcus litoralis），结合葡萄糖/麦芽糖/海藻糖并引起构象变化
- 内源荧光标记：TMBP 中 12 个 Trp（tryptophan）残基，295 nm 激发、约 340 nm 发射，作为葡萄糖结合信号源
- 识别元件：pOBP/CfOBP（odorant-binding protein，猪/犬来源），结合爆炸物组分或气味分子
- 外源荧光标记：ANS（1-anilino-8-naphthalene sulphate），标记 CfOBP，产生 340 nm 与 500 nm 发射并参与能量转移
- 换能/读出：荧光光谱/时间分辨荧光与折射率检测，读取 Trp/ANS 发射或折射率变化
中文摘要
本文以嗜热古菌 Thermococcus litoralis 的 D-海藻糖/D-麦芽糖结合蛋白（TMBP）为探针，探讨构建高稳定性葡萄糖荧光生物传感器的可行性。作者利用稳态荧光、时间分辨荧光、丙烯酰胺猝灭和分子动力学模拟，证明 TMBP 在 25–90°C 范围内保持结构稳定，结合麦芽糖或海藻糖会改变其色氨酸荧光强度与寿命，且温度可调节蛋白对葡萄糖的结合特异性。葡萄糖结合使 TMBP 内源色氨酸荧光增强，因此可作为非消耗型葡萄糖荧光传感元件。此外，文章还报道气味结合蛋白（OBP）作为光学传感探针，用于爆炸物组分和环境气味污染物的检测；犬源 CfOBP 经 ANS 标记后，结合二甲基亚砜或吡嗪时发生荧光能量转移和折射率变化，显示其在生物危害评估中的潜在应用。
英文摘要
In this work the thermophilic trehalose/maltose-binding protein from Thermococcus litoralis is presented as a probe for the design of a high stable fluorescence biosensor for glucose. In particular, we show the possibility of modulating the protein specificity by changing temperature. In addition to glucose sensing, we also report on the possibility of utilizing odorant-binding proteins as a probe for the development of optical sensors for analytes of environmental interests.