严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）刺突蛋白S1主要通过结合血管紧张素转换酶2（ACE2）介导病毒进入，但其受体结合域附近还含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）样基序，可能与ACE2阴性细胞上的RGD结合整合素相互作用。本研究采用活细胞、无标记共振波导光栅（RWG）生物传感器，实时监测活细胞在RGD展示表面及S1包...
自驱动运动是生命的基本特征，当前研究重点关注液滴运动动力学。量化宏观运动并揭示其分子机制对自组装、自修复材料、软体机器人、自清洁环境过程及制药工业具有重要意义。由于驱动宏观运动的力通常作用于分子尺度，其实时、高分辨研究具有挑战性。无标记表面敏感测量可在原位同时探测分子尺度相互作用与微观运动。本研究采用表面敏感无标记传感器，研究三甲基...
细胞类型的选择与分离是免疫治疗、再生医学和癌症研究中的关键步骤，但传统方法常需标记或侵入性操作，可能影响细胞功能。本研究提出一种基于光学生物传感器的无标记单细胞分类方法，通过监测单细胞黏附动力学信号区分正常细胞与多种癌细胞。作者利用共振波导光栅（RWG）平台建立高通量数据处理流程，构建了包含约4500个单细胞黏附测量数据的基准数据库...
多巴胺 D2 受体（D2R）是 G 蛋白偶联受体，其信号转导涉及多种组分。传统 D2R 配体筛选常通过定量 cAMP 或受体与 β-arrestin 相互作用等特定第二信使/效应器读出，而无标记生物传感器技术动态质量再分布（DMR）可提供复杂细胞反应的整体读出，但各信号通路对 DMR 信号的贡献通常不清楚。本研究将 DMR 技术成功...
糖萼是覆盖大多数细胞表面的糖层，由糖脂、糖蛋白和寡糖组成，显著影响细胞与环境的相互作用。癌细胞糖萼通常比健康细胞更厚，但细胞表面多糖及其衍生物在细胞粘附和信号传导中的确切作用尚无共识。作者此前发现，癌细胞糖萼的特定成分可调节其在RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）肽涂层表面上的粘附动力学和强度；使用硫酸软骨素酶ABC（ChrABC）消...
单细胞水平细胞黏附强度的高通量、低成本和高灵敏定量仍具挑战。整合素在细胞骨架与细胞外基质间传递力，既是机械作用也是信号转导方式；缺乏黏附力时，黏附依赖细胞可凋亡。肿瘤细胞黏附是潜在治疗靶点，因其在侵袭和转移过程中被主动调节。本研究采用转染Fucci荧光细胞周期报告构建体的HeLa细胞，研究癌细胞与RGD仿生基底间整合素介导黏附。作者...
流体流动在胶体与界面科学中具有重要作用，但在平行、高通量方式下测量不同流速流体环境中的吸附、聚集过程及活细胞行为仍具挑战。本文提出一种方法，利用无标记共振波导光栅（RWG）光学生物传感器阵列监测细胞对定义良好且不同流速的响应。装置由底部集成生物传感器阵列的圆形孔组成，通过磁力搅拌棒旋转液体，可在阵列不同位置建立从0到预设最大值的流速...
糖萼在细胞黏附与信号转导中具有重要但尚未明确的功能，约95%的癌细胞糖萼结构发生改变，可能影响肿瘤进展与转移。本研究利用表面敏感、无标记的共振波导光栅（RWG）生物传感器，实时记录HeLa癌细胞黏附于显示RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）基序表面的高分辨率动力学数据，并以荧光染色和细胞表面电荷测量辅助。结果显示，软骨素酶ABC（Ch...
组织芯片技术可在人源细胞上直接筛选化合物，对细胞功能研究和药物开发日益重要。内皮细胞构成血管内壁，参与多种生理过程，并最先接触多数药物，但目前仍缺乏无标记、实时、高通量监测内皮功能的技术。为此，作者开发了基于光学生物传感器的内皮无标记生物芯片（EnLaB）检测系统，利用共振波导光栅（RWG）技术监测细胞表面附近折射率变化，实现活细胞...
单细胞粘附力在生物科学中至关重要，但现有方法通量极低且缺乏时间分辨率。原子力显微镜（AFM）可直接测量单个细胞与基底间的脱离力，但每天仅能测少数细胞，且无法在数小时尺度评估粘附力动力学。本研究将高空间与时间分辨率的共振波导光栅（RWG）无标记光学生物传感器与机器人流体力显微镜（FluidFM BOT）相结合，用于监测活癌细胞粘附。与...
功能化纳米颗粒可进入活细胞和囊泡，在靶向药物递送和生物医学成像中具有广泛应用，但其与活细胞相互作用的实时动力学仍不清楚。本研究采用基于共振波导光栅的高通量无标记光学生物传感器，原位监测带正电碱性硫醇功能化金纳米颗粒进入贴壁癌细胞的摄取过程。通过记录细胞覆盖传感器表面暴露于纳米颗粒后的动力学曲线，并与裸传感器表面纳米颗粒吸附动力学比较...
快速、低成本且可实时分析生物分子与细胞事件的生物传感器技术已成为新一代基于细胞的筛选技术基础。本研究探索了高通量无标记 Epic BenchTop 光学生物传感器在细胞毒性研究中的应用。Epic 技术可记录传感器表面以上 100–150 nm 层内细胞形态变化和细胞内容物动态质量重分布（DMR）所形成的整合细胞响应。本研究将该技术用...
外泌体等细胞外囊泡在细胞间通讯和生物医学中受到关注。本研究考察持续暴露于氟喹诺酮类抗生素环丙沙星对细胞释放细胞外囊泡的影响。环丙沙星广泛用于人体抗细菌治疗及细胞培养中抑制支原体污染，但可诱导哺乳动物细胞氧化应激和线粒体功能障碍。作者发现，低剂量环丙沙星长期处理可诱导小细胞外囊泡（本文称为外泌体）外表面释放线粒体DNA和染色体DNA，...
D-荧光素（甲虫或萤火虫荧光素）是监测体外或体内荧光素酶活性最常用的生物发光报告物之一。此前，多种天然酚和噻吩并[3,2-b]噻吩-2-羧酸衍生物被鉴定为孤儿G蛋白偶联受体GPR35的激动剂。由于D-荧光素也含有酚羟基和羧酸基团，作者考察其药理活性。本文描述了基于共振波导光栅（RWG）生物传感器的无标记细胞表型检测方法，用于确认D-...
无标记检测技术已广泛用于表征生物分子相互作用，无需对靶分子进行标记，具有促进检测开发、实现新型集成读出以及结合高通量能力用于药物候选物小分子筛选的潜力。基于共振波导光栅（RWG）生物传感器的高通量无标记检测系统Epic已应用于监测分子相互作用。本文描述一种通用无标记检测方法，用于定量测量磷酸化特异性相互作用，即转运信号磷酸化SWTY...
目前约三分之一上市药物靶向 G 蛋白偶联受体（GPCR），GPCR 是人体蛋白质组中最大的跨膜蛋白家族，广泛参与生理和病理过程。传统生化与分子生物学方法，如第二信使检测，虽能高效获取单一细胞读出，但难以真实反映活细胞整体事件，可能使药物发现早期忽略更广泛的生物学背景。无标记细胞检测通过整体观察细胞过程有望克服这些局限。动态质量重分布...
本文报道了一种基于共振波导光栅（RWG）成像仪的无标记、实时、单细胞定量方法，用于监测球状结肠癌细胞穿过三维（3D）Matrigel基质的侵袭过程。该成像仪采用时间分辨扫频波长探测方案，时间分辨率可达3 s，空间分辨率为12 μm。以人结直肠腺癌HT-29细胞为模型，先在96孔圆底超低附着（ULA）微孔板中培养形成细胞球，再在384...
本研究利用新型高通量无标记共振波导光栅（RWG）成像生物传感器 EpicH BenchTop（BT），测定细胞铺展动力学对整合素配体 RGD 基序平均表面密度（vRGD）的依赖关系。通过从混合溶液中共同吸附生物惰性 PLL-g-PEG 和 RGD 功能化共聚物 PLL-g-PEG-RGD，将传感器表面的 vRGD 在四个数量级范围内...
本研究采用两种无标记生物传感器平台——共振波导光栅（RWG）和表面等离子共振（SPR）——对大量抗登革病毒非结构蛋白1（NS1）单克隆抗体进行亲和力排序。登革NS1蛋白是早期诊断登革感染的血清学标志物，现有ELISA和侧流免疫层析NS1抗原捕获检测在敏感性和特异性方面仍有提升空间。作者对抗体-抗原相互作用进行了表征：在静态平衡条件下...
G蛋白偶联受体（GPCR）信号的经典模型认为其仅起始于细胞膜。近年证据提示内化受体可介导第三波信号，但其在完整细胞水平的功能后果仍不清楚。本文报道了无标记生物传感器拮抗剂反向试验，用于区分 A431 细胞中内源性 β2-肾上腺素能受体（β2-AR）的信号波。结果显示，持续激动剂处理激活 β2-AR，产生长期持续的动态质量重分布（DM...