植物提取物和药典是发现新型抗氧化剂的重要来源。长期以来，抗氧化活性主要依靠无细胞的氢原子转移（HAT）和单电子转移（SET）化学测定，但这些方法无法反映抗氧化剂在活体系统中的真实作用。近年来发展的活细胞检测能够在亚细胞水平揭示抗氧化剂的作用机制，正在改变抗氧化评价范式。本综述系统介绍可用于定量评价植物提取物抗氧化效应的细胞学方法。目...
三维细胞培养能更好地模拟体内细胞微环境，已广泛用于组织工程、药物筛选和病理研究，但缺乏可在其中实时采集生物过程信息的分析技术。电化学传感响应快、灵敏度高，在活细胞实时监测中发挥重要作用，但现有传感器多基于平面电极，难以与三维培养基质完全匹配。本文首次开发了一种基于功能化石墨烯泡沫（GF）的稳健三维电化学生物传感器，并将其与水凝胶集成...
胆管癌（CCA）是由胆管上皮来源的实体瘤，普遍存在吉西他滨耐药。本研究利用基因编码活性氧（ROS）生物传感器探针 HyPer3，从 CCA 细胞中分选具有不同氧化还原状态的亚群。分离得到的 HyPer-low 亚群细胞内 ROS 水平相对较低，在体外和体内均表现出比 HyPer-high 亚群更高的吉西他滨耐药性。机制研究发现，Hy...
基于转录因子（TF）的生物传感器在提高生物制造产量、大规模功能筛选和环境监测中已证明有用。多数酵母 TF 生物传感器由天然启动子构建，保留较大 DNA 片段且与宿主基因组同源性较高，可能增加生物工程难度。因此需要探索更小的合成生物传感器，以扩展酵母基因表达调控选项。本文提出一种系统方法，改进酿酒酵母中基于 Yap1 转录因子的氧化应...
秀丽隐杆线虫对 NM300K 银纳米颗粒（Ag NPs）的适应性已有报道。本研究考察多代暴露于 Ag NPs NM300K 或 AgNO3 后，线虫对一系列次级应激物（CeO2 NP、Ce3+、Cu2+、Cd2+ 和 Paraquat）的敏感性变化。结果显示，Ag NP 预暴露使线虫对活性氧（ROS）诱导剂 Paraquat 的耐受...
微生物反应器传感器（基于新鲜收获的完整微生物细胞）或微生物膜传感器（基于固定化微生物细胞）可作为研究生物传感器响应形成过程的便捷工具，例如酶的性质或代谢特征。然而，仅研究其中单一过程时，生物传感器响应的形成机制尚未被完全理解。本文报道了以完整和固定化细菌细胞作为识别元件时，对胡桃醌（juglone）响应的形成研究。结果表明，活性氧（...
活性氧（ROS）异常产生会导致组织损伤积累，并与多种人类疾病相关。尽管已开发多种 ROS 传感器，但由于 ROS 本身不稳定，其在 ROS 相关生理与病理过程中的应用仍受限。本文开发了遗传编码荧光生物传感器 Trx1-cpYFP-fRMsr（TYfR），该传感器由突变硫氧还蛋白 Trx1、环状置换黄色荧光蛋白 cpYFP 和大肠杆菌...
糖尿病相关长期高血糖可诱导氧化应激介导的纤维化，内皮-间充质转化(EndMT)可能参与糖尿病相关纤维化。本研究探讨EndMT是否参与糖尿病视网膜病变纤维化，并评估白藜芦醇能否通过抑制高糖(HG)诱导的活性氧(ROS)来对抗EndMT。原代人视网膜内皮细胞(HRECs)用1 µM白藜芦醇预处理24 h或对照，再以30 mM葡萄糖每3天...
NADPH 氧化酶（Nox）是膜结合多亚基复合物，可产生调控细胞过程的活性氧（ROS）。新证据提示 Nox 来源的 ROS 参与神经元发育和轴突生长，但 Nox 是否位于轴突引导受体下游尚不清楚。作者培养斑马鱼胚胎来源的视网膜神经节细胞（RGC），暴露于 netrin-1、slit2 和 BDNF，并通过 Nox 抑制剂或 Nox2...
近年来，氧化石墨烯（GO）在电子、生物传感器、药物递送和水处理等学术与工业领域快速发展。由于应用规模不断扩大，GO 不可避免地会进入环境，若不加限制释放，其环境归宿与转化将成为重要问题。本文系统综述了 GO 在水环境中的环境转化研究进展。尽管已有石墨烯基纳米材料环境归宿研究，但关于 GO 光转化（按不同光源分类）、暗环境转化及其环境...
线粒体氧化还原状态是反映线粒体功能状态的重要指标，线粒体也是细胞内源性活性氧（ROS）的主要来源，因此其氧化还原状态还可反映 ROS 产生功能。本文提供在出芽酵母中利用活细胞成像与定量分析线粒体氧化还原状态和线粒体 ROS 的逐步实验方案。方案采用遗传编码荧光生物传感器线粒体靶向氧化还原敏感绿色荧光蛋白（mito-roGFP）检测线...
本研究利用基于大肠杆菌（E. coli）的全细胞细菌荧光素酶生物传感器，研究张力烃2,2’-双(双环[2.2.1]庚烷)（BBH）的毒性。该传感器将发光杆菌（Photorhabdus luminescens）luxCDABE荧光素酶基因与多种应激诱导启动子转录融合，当细胞受到毒性刺激时发光增强。结果表明，BBH具有基因毒性，可诱导细...
微流控与显微成像结合已成为在细胞分辨率下研究植物生理和根-微生物相互作用（RMI）的有力手段，但现有装置多用于拟南芥，缺乏适用于木本植物的活体研究平台。本文报道了一种名为 RMI-chip 的简单微流控装置，可使颤杨（Populus tremuloides）幼苗在持续营养液灌注下生长超过一个月，从而对活根与根际细菌的相互作用进行连续...
本研究在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）体内评估欧盟参考银纳米颗粒 NM300K 与硝酸银（AgNO3）暴露后活性氧（ROS）生成和氧化应激。通过 SOD-1 报告品系检测抗氧化防御诱导，并利用 HyPer 和 Grx1-roGFP2（GRX）生物传感器品系监测细胞氧化还原状态变化。两种银形式均导致 so...
开发能够在原位实现用户设计响应的多功能材料与生物传感器，是当前生物材料领域的迫切需求，尤其在炎症等复杂生物环境中，常同时存在多种酶促与氧化信号。过去十年，围绕检测与监测酶活性，以及在氧化应激区域释放治疗与诊断试剂的材料化学研究已取得大量进展。然而，尽管酶促与氧化触发机制密切相关且相互重叠，将二者结合的材料开发仍然有限。若分别研究酶促...
磁性弛豫开关（MRSw）由超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）聚集或解离产生，已用于多种生物标志物检测，但用于活性氧（ROS）的 MRSw 生物传感器尚未报道。作者通过超声配体交换法制备聚乙二醇化胆红素（PEG-BR）包覆 SPIONs（PEG-BR@SPIONs），构建 ROS 检测生物传感器，并将近红外（NIR）荧光染料载入其...
荧光纳米金刚石（FNDs）被提出用作自由基生物传感器，因为它们可作为磁传感器，其光学性质会随周围磁场环境变化。自由基在自然细胞代谢中产生，但当自然平衡被破坏时，也与疾病和衰老相关。由于自由基具有高反应性和瞬态性，灵敏检测自由基具有挑战性，因此需要 FNDs 等新生物传感器。本文详细研究了衰老模型系统——酵母细胞——在 FND 内化后...
马红球菌（Rhodococcus equi）是一种兼性胞内病原体，可引起驹、猪、牛、羊、山羊等多种动物感染，也可感染免疫受损人群。马场中抗生素耐药性快速上升，使当前基于大环内酯类与利福平组合的抗菌治疗常失效，亟需新治疗策略。本研究利用对氧化应激高度敏感的 R. equi 肌硫醇氧化还原蛋白（mycoredoxin）三基因缺失突变株 ...
次氯酸（HOCl）是最具反应性和危害性的活性氧（ROS）之一，在多种病理和生理过程中发挥重要作用。然而，由于 HOCl 高度反应性和易扩散，其失控产生可能对宿主生理造成不利影响。鉴于其生物学重要性，许多研究致力于开发选择性荧光探针以成像 HOCl，但设计对 HOCl 具有专一选择性的荧光探针仍具挑战。本研究基于 1,8-萘酰亚胺合理...
本文报道了一种由自充电电池驱动的自供电电致变色器件（ECD），可同时实现电致变色窗设计、活性氧（ROS）定量传感和能量存储。该器件以电沉积普鲁士蓝（PB）膜为阴极和电致变色层，以镁（Mg）金属为阳极，电解液中含有KCl、磷酸缓冲液和少量次氯酸钠（NaClO）。由于Mg与PB之间存在较大吉布斯自由能差，连接两电极即可快速放电，使蓝色P...