生长分化因子-15（GDF15）是TGF-β超家族的压力响应性细胞因子，在癌症恶病质、化疗诱导恶心和妊娠剧吐中升高，既是生物标志物也是治疗靶点。本研究利用人工智能驱动的蛋白设计框架开发高亲和力GDF15结合蛋白，并系统比较三种互补支架生成策略：支架移植、基于扩散的从头设计和支架搜索-移植。支架移植可快速将受体来源基序优化至亚纳摩尔亲...
胆碱是参与神经传递、脂质代谢和婴儿神经发育的关键微量营养素，早期摄入不足可能导致认知与发育缺陷，因此需要持续监测婴儿食品中的胆碱水平。本文提出一种低成本纸基鲁米诺-钴化学发光（PLC-CL）生物传感器，用于在牛奶中实时定量胆碱，并结合智能手机成像与机器学习算法进行分析。该平台通过胆碱氧化酶（ChOx）催化胆碱氧化生成过氧化氢（H2O...
本文报道了一种由深度学习和智能手机集成驱动的新型便携式化学发光（CL）传感平台，用于低成本、选择性葡萄糖检测。该平台采用低成本蜡印微垫（WPµ-pads）纸基结构构建微型 CL 传感器，并利用 3D 打印黑色盒子作为紧凑传感腔，替代传统笨重的 CCD 相机和光学传感器。智能手机集成使诊断过程无缝且用户友好，适合即时检测（PoC）应用...
光学生物传感器已成为分析生物化学中检测多种生物分子的重要工具，具有高灵敏度和高特异性。本文综述了光学生物传感器与微流控技术集成方面的进展，构建了可在现场快速、高效、微型化分析的芯片实验室（LOC）平台。这些平台利用化学发光（CL）和电化学发光（ECL）等光学现象，实现对分析物的实时检测与定量，适用于医学诊断、环境监测和食品安全。文章...
心力衰竭中β2-肾上腺素受体下游信号至关重要。交感刺激β2受体改变cAMP并触发PKA依赖性磷酸化，cAMP水平部分由磷酸二酯酶（PDE）调节；A激酶锚定蛋白（AKAP）可调控心脏功能。AKAP12在心脏表达，已知直接结合β2受体、PKA和PDE4D，但其心脏功能作用不明。本研究在过表达AKAP12与对照的AC16人源心肌细胞中，使...
褪黑素是调节昼夜节律等多种生理过程的神经内分泌激素，其功能主要通过人褪黑素1型（MT1）和2型（MT2）受体介导。MT1和MT2通常被归为Gi偶联受体，因为二者可抑制细胞内环磷酸腺苷（cAMP）积累；然而，表达MT1的多种细胞中褪黑素却能刺激cAMP生成，机制尚不清楚。为判断MT1能否同时偶联Gs和Gi蛋白，作者采用高灵敏发光生物传...
卡氏带是由木质素构成的环状结构，封闭根内皮层细胞间的质外体空间，被认为在控制养分和有毒元素径向运输中具有重要功能。本研究利用卡氏带发育缺陷但不伴随过度亚角质沉积的拟南芥 sgn3 和 sgn4 突变体，考察过量硼条件下卡氏带的作用。在平板培养中，突变体与野生型在不同硼浓度下生长差异不显著；但在水培条件下，由于蒸腾作用驱动硼酸向地上部...
化学发光广泛用于过氧化氢检测，主要利用高灵敏度的过氧化物酶-鲁米诺-H2O2体系。过氧化氢在多种生理和病理过程中发挥重要作用，并可由氧化酶产生，因此为定量这些酶及其底物提供了直接途径。近年来，由鸟苷及其衍生物自组装获得、具有过氧化物酶样催化活性的材料在过氧化氢生物传感中备受关注。这些软材料生物相容性高，可在保持适宜生物传感微环境的同...
心血管系统疾病，尤其是急性心肌梗死（AMI），是全球主要死因之一，心肌肌钙蛋白I（cTnI）是诊断AMI的关键心脏特异性生物标志物。为实现cTnI的快速、准确测量并具备在线监测潜力，本文提出一种基于化学发光的免疫传感器概念验证系统。作者设计了微流控流池，并结合高灵敏度冷却CMOS相机实现光学读出；建立微流控进样与孵育装置，可在约10...
全血化学发光免疫分析（CLIA）中红细胞会显著影响分析物浓度测定的准确性与精密度，限制了全血CLIA的临床应用。本研究基于MAGICL 6000化学发光免疫分析平台，设计并实现了一种用于红细胞压积（HCT）分析的光学化学发光生物传感方法。该方法将微量全血与含过氧化氢和硝酸的预触发液、含氢氧化钠和十二烷基三甲基氯化铵的触发液混合，使红...
可开关蛋白能响应配体结合、pH、温度或光等输入，在失活（OFF）与激活（ON）构象间转换。CRISPR系统中的Cas核酸酶是典型例子，其活性由特定DNA或RNA序列结合调控。虽然Cas酶中寡核苷酸结合调控生物活性的机制复杂且高度特异，但蛋白工程与DNA工程的进展使这种控制模式可引入其他酶。本章重点介绍结合这两类工程手段构建生物传感器...
现有蛋白检测多依赖高度功能化的抗体试剂，存在表达基础设施要求高、需化学修饰固定或偶联、且常需多种抗体等局限。本文设计了一种单组分、重组、化学发光生物传感器 S-BAT，可在大肠杆菌和酿酒酵母中表达。该传感器将计算设计的小型结合蛋白 LCB1 与 NanoBiT 分裂荧光素酶 SmBiT 和 LgBiT 串联融合；未结合抗原时分裂酶重...
现有蛋白检测策略多依赖高度功能化的抗体试剂，存在表达基础设施要求高、需化学修饰固定或偶联、且通常需要至少两种抗体等局限。本文设计了一种单组分、重组、发光生物传感器，可在实验室大肠杆菌和酿酒酵母中表达。该传感器属于结合激活串联分裂酶（BAT）平台，将小型刚性结合模块LCB1与NanoLuc分裂酶NanoBiT的SmBiT和LgBiT片...
三(联吡啶)钌(II)基发光体在电化学发光领域已得到充分发展，但由于发光效率低且化学发光反应复杂，其在化学发光（CL）中的应用研究较少。本文提出一种新型三(联吡啶)钌(II)基三元化学发光体系，引入钴单原子与石墨烯包覆钴纳米粒子（Co SAs/Co@C）作为高级共反应加速剂，并采用过一硫酸氢盐（PMS）作为潜在共反应物。结合实验结果...
本文提出一种基于目标刺激响应的DNA交联水凝胶包覆磁性核壳介孔二氧化硅纳米颗粒（Fe3O4@nSiO2@mSiO2）化学发光检测方法。首先制备带有核酸启动单元的Fe3O4@nSiO2@mSiO2纳米颗粒，启动单元诱导预设计的改性聚丙烯酰胺DNA链在颗粒表面发生杂交链反应，形成DNA水凝胶包覆层。在腺苷刺激下，水凝胶门控结构打开，释放...
5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）是哺乳动物细胞中低水平存在的DNA修饰碱基，在基因表达、DNA去甲基化和基因组重编程中发挥关键作用。本文报道了一种无标记、无模板的化学发光生物传感器，用于基因组DNA中5hmC的灵敏检测。该方法基于5hmC特异性糖基化、高碘酸氧化、生物素化以及末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）辅助等温扩增策略，命名为hmC-...
胆囊癌（GBC）起病隐匿、进展迅速，预后差且死亡率高。为探索新的诊断方法，本研究采用基于DNA G-四链体/血红素（hemin）酶的化学发光DNA生物传感器系统，对228名参与者血清中的循环游离DNA（cfDNA）进行定量，包括83例GBC患者、75例胆囊炎患者和70例健康供体。通过检测人β-actin基因序列，并在加入足量探针后以...
草甘膦（Glyp）的广泛使用引发环境和健康风险，亟需高选择性、低成本且易操作的检测方法。本研究通过定向进化从枯草芽孢杆菌甘氨酸氧化酶（BceGO）获得偏好草甘膦的草甘膦氧化酶（GlypO，B5R18）。与野生型相比，GlypO 对草甘膦的催化效率、特异性常数和亲和力增强因子分别提高 2.85×10^3、2.25×10^5 和 9.6...
化学发光生物传感器已在哺乳动物细胞系统中广泛用于研究细胞内信号网络。对细菌而言，现有生物传感器多依赖荧光体系来定量信号分子，但外部激发光在复杂环境中易受低光穿透、高自荧光和光漂白影响。为克服这些限制，作者设计了首个用于研究细菌关键第二信使环二鸟苷酸（cyclic di-GMP, c-di-GMP）的比率型化学发光生物传感器。近期研究...
乙酰胆碱（ACh）是人体内关键神经递质，其由乙酰胆碱酯酶（AChE）快速水解对终止ACh冲动传递至关重要。有机磷（OP）农药、神经战剂和药物等可可逆或不可逆抑制AChE，因此快速现场检测具有重要意义。本文首次报道一种用于检测AChE抑制剂的化学发光（CL）折叠纸基生物传感器。该传感器利用AChE、胆碱氧化酶（ChOx）和辣根过氧化物...