碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）有望成为下一代微型化生物传感器，但如何准确建模蛋白质独特静电表面与 CNT-FET 的相互作用并调制电导仍是瓶颈。本文结合增强采样分子动力学与非天然氨基酸化学，对单壁碳纳米管（SWCNT）表面感知的蛋白质静电势进行建模。研究以 β-内酰胺酶结合蛋白 2（BLIP2）为识别元件，用于结合降解抗生素...
氨苄西林（Ampicillin, AMP）的检测对监控其使用与耐药性具有重要意义。本研究提出一种简单有效的氨苄西林生物传感器，利用壳聚糖包覆的锰掺杂硫化锌（Mn-doped ZnS capped with chitosan, (Mn:ZnS)CH）微材料的独特吸收特性，并结合 β-内酰胺酶（β-lactamase）活性实现检测。该传...
抗生素耐药性的全球威胁提高了抗生素检测的重要性。传统抗生素检测方法耗时长且需要昂贵专用设备。本文提出一种用于检测常用抗生素氨苄西林（AMP）的简单快速生物传感器。该方法基于壳聚糖包覆的锰掺杂硫化锌（Mn:ZnS）微材料的荧光特性，并结合β-内酰胺酶。传感器在去离子水中表现出最高灵敏度，线性工作范围为13.1–72.2 pM，检出限为...
抗生素耐药已成为全球公共卫生和经济发展的重要威胁，临床诊断亟需快速、准确地识别患者抗菌药物耐药（AMR）状态。本文报道了一种用于 AMR β-内酰胺酶活性指纹分析的检测方法，利用 7 种 β-内酰胺抗生素面板在 35 min 内完成酶活性谱分析。研究以新德里金属 β-内酰胺酶-1（NDM-1）和青霉素酶（penicillinase）...
青霉素类和头孢菌素类等β-内酰胺抗生素广泛用于人类感染治疗，但通过食品和水的持续无意暴露会促进耐药菌产生，导致高发病率和死亡率。本文开发并测试了一种用于食品和水中快速现场检测这些抗生素的光学酶学生物传感器。在电活性聚苯胺纳米纤维上，β-内酰胺的酶促水解使纳米纤维聚合物骨架从翠绿色碱式（emeraldine base）转变为翠绿色盐式...
真核mRNA的5′端帽结构普遍存在，对转录后加工、翻译起始和稳定性至关重要。本文报道一种用于检测mRNA 5′帽结构存在并同时对mRNA降解敏感的生物传感器，可在单步中检测未加帽或降解的mRNA。该传感器基于嵌合蛋白B4E，将识别与信号转导功能整合于单一分子：小鼠eIF4E识别m7G帽，β-内酰胺酶作为比色报告模块。其特点是简单，可...
β-内酰胺抗生素检测对食品安全、环境监测和药代动力学研究具有重要意义。本研究报道了两种 BADAN 偶联 β-内酰胺酶 E166Cb 和 E166Cb/N170Q，作为 β-内酰胺抗生素的灵敏荧光生物传感器。该传感器通过将环境敏感 BADAN 探针偶联到 PenP β-内酰胺酶 E166C 及 E166C/N170Q 突变体活性位点...
本研究报道了首次人体评估，使用微创微针β-内酰胺生物传感器对健康志愿者进行实时苯氧甲基青霉素监测。研究在伦敦帝国理工学院临床研究中心进行，10名健康志愿者在口服苯氧甲基青霉素稳态（500 mg每6 h）期间，前臂佩戴固体微针传感器最长6 h。同步采集静脉血和微透析细胞外液（ECF）药代动力学样本。微针电位信号经LOESS平滑和个体线...
β-内酰胺抗生素残留监测对食品安全和临床治疗药物监测具有重要意义。本文报道了一种热稳定荧光 PenP β-内酰胺酶生物传感器 PenP-E166Cf/N170Q，用于高效检测 β-内酰胺抗生素。该传感器以地衣芽孢杆菌 PenP β-内酰胺酶的热稳定 E166Cf/N170Q 突变体为支架，将荧光素共价连接至活性位入口。当 β-内酰胺...
抗菌药物耐药性（AMR）已成为全球公共卫生重大威胁。为合理使用现有抗生素，需要快速、可靠的耐药检测方法。β-内酰胺类抗生素（如青霉素）耐药是最常见且临床重要的耐药形式之一，通常由β-内酰胺酶介导；该类酶可水解β-内酰胺药物，使其失效。现有检测方法多依赖耗时的培养试验或硝头孢菌素等抗生素模拟物。本文报道了一种表面固定的临床相关β-内酰...
随着 mRNA 疫苗和治疗性 mRNA 递送应用扩展，mRNA 产品质量控制需要常规化。现有 RNA 完整性检测多依赖微流电泳、RT-PCR 或高精密仪器，难以满足非专业用户在大规模接种等现场场景中的低成本、低技术要求。本文开发了一种低成本、易操作的 mRNA 完整性比色生物传感器。该传感器以 λN-βLac 双功能融合蛋白为核心：...
抗菌药物耐药性是全球健康重大威胁，优化每位患者的抗生素剂量对提高疗效、降低耐药和毒性至关重要。本文报道一种电位型微针生物传感器，用于在健康志愿者体内实时检测β-内酰胺抗生素浓度。该传感器以聚碳酸酯微针阵列为载体，工作电极表面电沉积pH敏感氧化铱层，并在其上方固定含β-内酰胺酶的水凝胶。β-内酰胺酶水解β-内酰胺抗生素后引起局部pH变...
蛋白笼纳米颗粒因尺寸均一、多价、功能可塑和生物相容性好，是构建有序功能纳米结构的理想纳米构建块。本文以嗜热菌 Aquifex aeolicus 的 lumazine synthase（AaLS）蛋白笼为模板，通过遗传工程在其表面展示 SpyTag（ST），并利用 SpyTag/SpyCatcher（ST/SC）细菌胶系统，将 β-内...
体外膜肺氧合（ECMO）支持期间，抗生素浓度存在高度变异，且可被ECMO回路截留，提示常规剂量可能不足。PenP生物传感器已显示可用于健康受试者药代动力学检测，但在急性呼吸窘迫综合征（ARDS）合并ECMO等复杂危重状态下尚未验证。本研究旨在利用PenP生物传感器描述24 h猪ARDS/ECMO模型中美罗培南的药代动力学。方法：在猪...
生物传感器在病原检测、分子诊断、环境监测和食品安全控制中日益重要。本研究以β-内酰胺酶作为高效报告酶，用于蛋白质-蛋白质相互作用研究。β-内酰胺酶能够接受肽段或结构化蛋白/结构域插入，适合构建嵌合蛋白。作者将单域抗体片段（纳米抗体）插入 Bacillus licheniformis BlaP β-内酰胺酶中，所得杂合蛋白在保持β-内...
序列特异性响应寡核苷酸输入触发的合成蛋白开关，为寡核苷酸生物分子系统与网络的读出提供了重要工具。本文介绍了一种高度模块化的方法，用于可逆地控制 TEM1-β-内酰胺酶与其抑制剂蛋白 BLIP 之间复合物的 DNA 导向组装与解离。通过将每种蛋白偶联到独特的柄寡核苷酸，加入互补单链 DNA 模板后，酶-抑制剂对通过非共价方式组装，导致...
基于抗体的分子开关能够识别多种外源抗原，可作为通用生物传感器，但利用抗体调控酶催化活性仍较困难。本文报道了一种引入两次环化置换的独特抗体可变区 Fv，称为 Clampbody。作者以识别人骨钙蛋白（BGP）C 端肽的抗体 KTM219 的 VH 和 VL 域为模板，在远离抗原结合环但靠近 VH–VL 界面处生成新的 N/C 末端，形...
本文报道了一种简单、无标签且可视化的光子晶体β-内酰胺酶生物传感器，用于检测β-内酰胺抗生素和β-内酰胺酶抑制剂。将青霉素酶（一种β-内酰胺酶）固定于pH敏感胶体晶体水凝胶（CCH）膜中，形成青霉素酶胶体晶体水凝胶（PCCH）传感膜。当青霉素G（一种β-内酰胺抗生素）存在时，青霉素酶催化其水解生成青霉酸，使PCCH膜微环境pH下降；...
β-内酰胺酶（BlaM）检测法于1998年首次提出，是一种稳健的Förster共振能量转移（FRET）报告系统，可兼容多种常用细胞系。如今该检测已商品化，可低成本、便捷地用于需要荧光读出的实验。其常见应用是测量病毒融合，即病毒进入靶细胞后遗传物质释放入细胞质的关键步骤。该系统不仅能评估总融合水平，还可分析融合动力学。然而，文献中关于...
近期，Wong 等成功开发了基于 PenPC β-内酰胺酶的荧光生物传感器，该传感器在 β-内酰胺抗生素（BLAs）存在下其固有荧光发生改变。本文系统研究了该传感器荧光变化与不同 BLAs 浓度之间的相关性，旨在建立一种可估算广谱 β-内酰胺抗生素浓度的新方法。通过时间分辨荧光测量，作者发现不同抗生素可诱导双相或单相关联荧光模式，但...