无细胞系统能够模拟传感与基因表达，且不受活细胞复杂性限制，是强大的合成生物学技术；引入遗传电路后还可执行更高级的信息处理功能。本文通过工程化一种高特异性等温信号放大电路——聚合酶链循环（polymerase strand recycling, PSR），扩展了无细胞生物传感能力。PSR利用T7 RNA聚合酶对DNA链置换电路中暴露的...
近期全球事件增加了对快速、廉价病毒临床诊断平台的需求。本文报道了一种基于无细胞 toehold switch 的生物传感器，用于检测 RNA 病毒，且无需对目标 RNA 进行上游扩增。作者通过避免病毒 RNA 结合区的干扰二级结构、突变热点以及其他冠状病毒交叉序列来设计 toehold switch，并将其靶向 SARS-CoV-2...
赭曲霉毒素A（OTA）被归类为可能的人类致癌物，准确监测OTA对规避污染风险至关重要。本文报道了一种用于OTA检测的灵敏生物传感器。该传感器通过适配体开关的结构转换与功能化纸基生物正交捕获信号放大的协同作用，实现了0.026 ng/mL的检出限和0.03–50 ng/mL的线性范围。最终，该方法被精确应用于实际样品，并开发了一种便携...
本文报道了一种用于实时检测细菌病原体的单管等温无标记荧光生物传感器，具有多重检测能力。该传感器由两条DNA探针组成，二者与细菌RNA互补片段结合形成三向连接（3WJ）结构。其中一条探针在T7启动子下游编码荧光“点亮”RNA适配体；在靶标存在时，3WJ结构经延伸和转录产生多个适配体拷贝。适配体结合相应荧光生成染料并增强其荧光，从而实现...
生物标志物的灵敏检测对疾病诊断和术后复查至关重要。非线性杂交链反应（NHCR）基于 DNA 自组装，可作为信号放大技术用于多种生物传感平台。本文提出一种无发夹 NHCR 流式细胞术免疫分析方法，用于前列腺特异性抗原（PSA）检测。在羧基磁珠（MBs）表面固定捕获抗体 Ab1，加入 PSA 后与生物素化检测抗体 Ab2 形成夹心复合物...
蛋白稳定金纳米簇（Prot-Au NCs）因优异光学性质和低生物毒性被广泛用于生物传感与细胞成像，但已有报道中蛋白常失去原有生物学功能，限制了其直接检测生物标志物。本研究首次采用一锅法合成具有双功能的亲和素稳定金纳米簇（Av–Au NCs）。在374 nm激发下，Av–Au NCs呈现约449 nm蓝光和约651 nm红光双发射；同...
胶质瘤的灵敏检测与准确诊断/预后仍是迫切挑战。本文采用单体介导的原位界面生长策略制备了分散良好的磁性共价有机框架纳米球（MCOF），其核为均匀 Fe3O4 纳米组装体，壳为高结晶 COF。基于 MCOF 与发夹 DNA 之间的独特相互作用，构建了荧光信号放大 miRNA 生物传感器。该传感器可在不同基质中灵敏检测 miRNA-182...
玉米赤霉烯酮（ZEN）对人和动物有害，发展快速灵敏检测方法很重要。本文提出一种基于双适配体识别和 EnGen LbaCas12a 与 Nt.AlwI 切口内切酶双重信号放大的 ZEN 荧光监测方法。当 ZEN 存在时，与适配体 Z0 结合，使 Z1 释放到溶液中；经磁分离后加入 Nt.AlwI，形成切口酶循环，30 min 内产生大...
铅离子（Pb2+）是分布广、毒性强的常见重金属离子，对人体危害显著。本文基于 Pb2+ 依赖型 DNAzyme 和外切酶 III（Exo III）辅助级联信号放大，构建了一种低噪声比率荧光生物传感器。首先，DNAzyme 底物链（S-DNA）通过生物素与链霉亲和素的结合固定在磁珠（MBs）表面，随后酶链（E-DNA）与 S-DNA ...
本文设计了一种高选择性、高灵敏度的“OFF−ON”荧光生物传感器，用于细胞内Cu2+检测。该工作将Cu(I)催化点击反应的高选择性与基于球形核酸（SNA）的三维DNA walker的超高灵敏度相结合，解决了Cu2+检测可靠性问题。通常，将N3-S1和Cy3-HP共偶联到金纳米颗粒（AuNPs）上构建DNA轨道；此时Cy3荧光基团靠近...
金黄色葡萄球菌（S. aureus）及其耐甲氧西林菌株（MRSA）的早期检测对公共卫生和临床感染控制具有重要意义。本文报道了一种基于发夹探针介导的 DNA 电路，用于检测 S. aureus 的 mecA 基因。该体系串联外切酶 III（Exo III）辅助循环信号放大与 DNAzyme 介导的切割反应。当目标 mecA 存在时，H...
高效信号放大是构建超灵敏生物传感器的关键，尤其适用于存在大量干扰物的生物相关物种检测。本文以LbaCas12a作为信号放大器，建立了一种通用CRISPR-Cas12a荧光检测平台，用于在超低浓度下检测多种分析物。该平台利用LbaCas12a被单链DNA中间体激活后产生的非特异性单链DNA酶活性，将非DNA靶标转化为可识别的ssDNA...
设计了一种基于多糖和电子转移再生引发剂原子转移自由基聚合（ARGET ATRP）信号放大策略的超灵敏荧光生物传感器，用于检测非小细胞肺癌（NSCLC）的细胞角蛋白片段抗原21-1（CYFRA 21-1）DNA。巯基化肽核酸（PNA）通过交联剂固定在磁性纳米颗粒（MNPs）上，并与CYFRA 21-1 DNA杂交。透明质酸（HA）以羧...
本文报道了一种基于δ-FeOOH纳米片与Exonuclease III（Exo III）辅助靶标循环信号放大的低背景荧光生物传感器，用于核酸检测。由于单链DNA（ssDNA）与δ-FeOOH纳米片之间存在强结合能力，FAM标记的ssDNA探针可通过荧光共振能量转移（FRET）被δ-FeOOH纳米片猝灭。利用δ-FeOOH的磁性分离特...
本文报道了一种基于纳米石墨（NG）的荧光生物传感器，用于检测microRNA（miRNA），其核心是双链特异性核酸酶（DSN）辅助信号放大。无靶标时，在π-堆积作用辅助下，NG吸附两端羧基荧光素（FAM）标记的双FAM探针（DFP），DFP表面序列与miRNA完全互补，导致FAM荧光被猝灭。存在靶标时，DNA/RNA杂交双链被NG排...
本文提出一种基于G-四链体作为信号报告探针、外切酶III（Exo III）辅助级联信号放大的无标记自催化DNA电路，用于超灵敏检测Hg2+。在无Hg2+时，DNA1与发夹A因胸腺嘧啶-胸腺嘧啶（T-T）错配不能杂交，发夹探针的3′突出末端可抵抗Exo III消化，G富集序列无法释放。存在Hg2+时，DNA1通过T-Hg2+-T配位化...
人T淋巴细胞病毒II型（HTLV-II）是一种与多种人类疾病密切相关的重要逆转录病毒。本文首次报道了一种基于磁性纳米颗粒（MNPs）和原子转移自由基聚合（ATRP）信号放大的超灵敏荧光HTLV-II DNA检测策略。5′端巯基、3′端叠氮修饰的发夹DNA探针（pDNA）通过sulfo-GMBS交联剂固定在氨基修饰的MNPs表面。当存...
DNA甲基化检测对恶性肿瘤等多种疾病的诊断和预后评估至关重要，亟需开发简便、灵敏且特异性的检测策略。本文报道了一种基于树枝状DNA纳米结构、信号富集聚苯乙烯微球与连接检测反应（LDR）相结合的新型荧光生物传感器。该传感器利用发夹结构无酶DNA催化，使Y-DNA与X-DNA自组装形成树枝状DNA聚合物，并加入补骨脂素防止高温解链；标记...
凝血酶（TB）是血栓形成与止血过程中的重要生物标志物，其检测备受关注。本文提出一种基于结合诱导三维双足DNA walker和催化发夹组装（CHA）策略的通用超灵敏荧光生物传感器，用于凝血酶的级联信号放大检测。研究设计了两个邻近探针（foot 1和foot 2），均包含用于结合TB的特异性亲和配体（TB适配体，TBA）和Pb2+依赖D...
本文报道了一种基于目标触发级联信号放大策略的高灵敏荧光生物传感器，用于痕量三价砷（As3+）检测。As3+与特异性适配体-DNA2复合物结合后，导致复合物解旋并释放DNA2。释放的DNA2与固定在磁珠（MB）上的发夹探针（HP）的3′突出端互补，使DNA1-HP形成3′平末端，从而触发外切酶III（Exo III）循环消化过程，反复...