本文报道了基于伏安法和阻抗法的DNA生物传感器，用于监测涉及自由基中间体的生物与化学氧化还原循环反应。其核心思想是将自由基生成量与差分脉冲伏安法（DPV）和电化学阻抗谱（EIS）产生的电化学信号相关联。为此，作者制备了铅笔石墨电极（PGE）修饰多壁碳纳米管（MWCNT）和聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA），并负载双链鱼精DNA（ds...
本文报道了一种新型芯片型电化学生物传感器装置，用于在动物细胞呼吸爆发过程中同时实时监测氧气消耗和过氧化氢（H2O2）生成。该装置由铂（Pt）对电极、铂微电极工作电极 I 和锇-辣根过氧化物酶（Os-HRP）修饰金电极工作电极 II 组成，其中 Pt 微电极用于检测氧还原电流，Os-HRP/Au 电极用于催化安培检测 H2O2。在磷酸...
活性氧（ROS）是调控细胞发育和植物-病原互作的重要信号分子，可在侵染位点产生并影响细胞内氧化还原稳态。然而，ROS 信号通路、与其他信号级联的联系，以及用于可视化胞内外 ROS 水平及其对氧化还原状态影响的工具仍然有限。本研究利用基因编码生物传感器 roGFP2，首次在丝状真菌灰葡萄孢（Botrytis cinerea）中比较了胞...
好氧细菌持续面临内源和外源活性氧（ROS）造成的氧化应激。为应对这种应激，细菌具有多种防御与应激反应，包括过氧化氢酶和过氧化物酶等解毒酶；然而，菌内氧化还原平衡的动态变化此前仍不清楚。本研究在多种革兰氏阴性菌中表达氧化还原敏感绿色荧光蛋白（roGFP2），在过氧化氢处理后实时监测菌内氧化还原动态。利用该生物传感器，作者评估了不同过氧...
硫化锌纳米颗粒（ZnS-NPs）因多种性质受到关注，并可用于生物传感器和光催化。锌是视网膜重要金属离子，缺乏可致年龄相关性黄斑变性。目前 ZnS 纳米形态与视网膜色素上皮（RPE）细胞相互作用研究较少。本研究合成并表征 ZnS-NPs，采用紫外-可见光谱、X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱、透射电镜和动态光散射，并研究不同浓度 ZnS...
过氧化氢（H2O2）可通过酶促和非酶促途径在光系统II（PSII）中生成。虽然多种光谱技术已用于检测H2O2，但其高灵敏检测一直是光合研究的难点；Amplex Red等荧光探针存在特异性不足或最低检测限受限等问题。本研究采用电化学生物传感器，在亚细胞器水平实时监测H2O2的生成。该传感器由对电极和工作电极组成：对电极为铂片，工作电极...
双氧化酶（DUOX）含有 NADPH 氧化酶结构域，可产生过氧化氢（H2O2），并含有过氧化物酶结构域，可利用 H2O2 进行多种反应。模式生物秀丽隐杆线虫产生 DUOX BLI-3，在角质层发育和抗感染中发挥作用。此前工作表明，某些过氧化物酶可保护线虫抵抗人源细菌病原粪肠球菌，但 BLI-3 的过氧化物酶结构域并不保护，因此推测其...
结核分枝杆菌（Mtb）已演化出保护与解毒机制，以在宿主吞噬细胞内应对外源氧化应激并维持胞质氧化还原平衡；然而，该病原体对菌内产生的内生氧化应激的动态响应仍不清楚。本研究使用一种非侵入性、特异性的 Mtb 胞质氧化还原状态生物传感器，首次发现 Mtb 对由内生活性氧（ROS）升高引起的氧化还原稳态扰动异常敏感。作者合成了一系列氢醌类小...
本文报道了以 NaYF4:Yb,Tm 上转换纳米粒子（UCN）为核、ZnO 半导体为壳的核壳纳米粒子（CSNPs），用于光动力治疗（PDT）。TEM 和 STEM 证实 ZnO 壳直接包覆 UCN 核，提高了光敏剂 ZnO 的负载效率。UCN 作为换能器，在 980 nm 近红外光激发下敏化 ZnO 并触发细胞毒性活性氧（ROS）产...
活性氧（ROS）是多种疾病的通用诊断生物标志物，但现有氧化应激检测多依赖光学方法，难以满足低成本、便携和少基础设施的即时检测（POC）需求。本文报道一种无酶电极型生物传感器 ROSChip，用于 POC 监测总 ROS 和氧化应激。该传感器由涂覆 ROS 响应水凝胶 RRG 的镍互指微电极（IDMEs）构成，RRG 主链含 ROS ...
多功能纳米颗粒作为换能器用于探测细胞内环境的应用快速增长。新设计的纳米颗粒可在亚细胞分辨率下提供pH、温度、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)或特定金属离子浓度等参数的定量信息。该工作建立在利用纳米颗粒和荧光染料增强细胞显微成像的现有实践之上，但通过增加新功能和分析能力超越了它。本综述讨论此类用于同时生物传感和成像的纳米颗粒开发近期文...
氧化还原敏感绿色荧光蛋白（roGFPs）已被证明是监测哺乳动物细胞和模式植物细胞氧化还原变化的有价值工具，但尚未应用于玉米等作物。本研究报道了瞬时转化玉米叶肉原生质体中 roGFP1 对环境刺激和 ROS 清除基因表达敲低响应的特性。结果表明，roGFP1 在玉米细胞中可像哺乳动物细胞和模式植物一样，对 H2O2 和 DTT 引起的...
本文报道了一种用于超氧阴离子（O2•−）的比率荧光生物传感器。该传感器以电化学制备的碳点（C-Dots）作为参考荧光体，以氢乙啶（hydroethidine, HE）作为对 O2•− 具有特异性的有机分子，同时充当识别元件和响应信号。在 488 nm 激发下，杂化探针 CD-HE 仅呈现 525 nm 发射峰，该峰归因于 C-Dot...
本研究通过脊髓胶状质（SG）切片全细胞膜片钳记录，探讨星形胶质细胞与神经元之间经P2X7受体介导的谷氨酸和活性氧（ROS）释放相互作用。在低Ca2+/无Mg2+外液条件下，ATP和Bz-ATP诱导的内向电流显著增大，且Bz-ATP效应可被选择性P2X7受体拮抗剂A-438079抑制。神经元Bz-ATP电流可被离子型谷氨酸受体拮抗剂A...
微尺度打印和图案化活细胞在组织工程、细胞信号检测和细胞基生物传感器制造中具有多种应用。本研究改造分子打印仪 Bioforce Nano eNabler，使其能够以微米级“羽毛笔”方式在基于透明质酸/明胶的三维水凝胶中打印哺乳动物细胞。具体采用光引发巯基-烯点击化学，将巯基化透明质酸和巯基化明胶的巯基与四臂聚乙二醇-降冰片烯分子的烯烃...
本文报道了在水相中合成巯基丁二酸（MSA）包覆的 CdSe 和三元合金 CdSe(S) 量子点（QDs）的方法，并系统比较了二者在尺寸、晶体结构、表面化学、光稳定性、活性氧（ROS）产生及细胞毒性方面的差异。两种量子点经 TEM、XRD、紫外-可见吸收和光致发光光谱表征，尺寸相近（约 2 nm），但核心组成和表面化学不同。结果表明，...
生物传感器为测量活体生物体内多种代谢物动态提供了创新工具。它们通过基因编码方式构建，可与特定蛋白或靶向序列融合，从而特异性定位到细胞器区室。线粒体是真核细胞代谢的核心，具有复杂的多区室结构。过去十年，用于能量产生分子、活性氧和二级信使的遗传编码传感器帮助揭示了线粒体生理的关键方面。目前，ATP、NADH、pH、过氧化氢、超氧阴离子、...
羟基自由基（•OH）在生理和病理过程中作用重要，但其在活细胞内高灵敏、准确检测仍具挑战。本文开发了一种用于 •OH 的比率荧光生物传感器，其中牛血清白蛋白（BSA）保护的金纳米簇（AuNC）作为参考荧光团，有机分子 2-[6-(4′-羟基)苯氧基-3H-呫吨-3-酮-9-基]苯甲酸（HPF）同时作为响应信号和特异性识别元件。无 •O...
非侵入检测体内对活性氧（ROS）的生物反应，有助于阐明发育动态、治疗效果、药物发现、致病过程及疾病预防等机制。ROS 研究通常依赖缺乏转化意义的体外模型。纳米级（<100 nm）颗粒因尺寸小、组装灵活、毒性谱良好，是生物传感器技术的理想载体和平台。ROS 激活的细胞内信号通路已有充分记录，且存在大量可利用荧光蛋白进行非侵入监测的遗传...
活性氧（ROS）参与心血管、炎症、退行性疾病、衰老、肌营养不良和肌肉疲劳等多种病理过程。NADPH 氧化酶（Nox）是氧化还原信号中重要的 ROS 来源，但现有工具难以在活细胞中提供足够的空间分辨率和特异性。作者将氧化还原敏感绿色荧光蛋白 roGFP 与 Nox 组织蛋白 p47phox 融合，构建了可特异性评估 Nox 活性的氧化...