疾病尤其是癌症的早期诊断对有效治疗至关重要。太赫兹技术因低电离、无标签等特性受到关注，但现有太赫兹生物检测方法常因测试环境与体内实际状态差异而受限。本研究提出一种基于超材料和腔体的生物传感器芯片，用于检测类体内状态细胞。芯片中的腔体厚度约50 µm，可保护细胞免受损伤，并提供类似体内状态的液体环境。仿真分析表明，在50 µm厚分析物...
血清素是色氨酸羟化酶1（Tph1）阳性肿瘤中新兴的治疗靶点，但动态血清素代谢研究仍缺乏有效方法。本研究开发了一种基因编码发光生物传感器 iSero-Rluc，用于活细胞中实时检测血清素。作者将工程化血清素结合域 iSero 与海肾荧光素酶（Renilla luciferase, Rluc）报告基因克隆至酵母和哺乳动物表达载体，构建融...
活细胞中由多种氧化还原生物分子参与的氧化还原反应是维持细胞活力与功能的基础，这些特性已被用于临床监测、诊断方法和多种生物传感器的开发。特别是基于电化学生物传感器的活细胞检测技术，如电细胞-基底阻抗（ECIS）、场效应晶体管（FET）和电位型生物传感器，可用于电化学感知细胞外环境变化、遗传改变和氧化还原反应。除用于活细胞检测的电化学生...
S-亚硝基硫醇（RSNO）是体内重要的一氧化氮（NO）载体和储存分子，其定量检测对理解多种疾病机制具有重要意义。本文通过温和条件下以抗坏血酸原位拓扑还原含 Cu2+ 层状双氢氧化物（LDH），制备了超细 Cu2O/LDH（u-Cu2O/LDH）纳米复合材料，并将其作为电极材料用于 RSNO 的电化学检测。u-Cu2O/LDH 对 N...
本文报道了一种无标记、高灵敏度、微型化的微波微流控生物传感器，用于在流动状态下检测活细胞。该器件将微带stub谐振器集成于微流控结构上方，并采用金属纳米线填充多孔氧化铝膜技术，使细胞悬液在微通道中流动时位于stub尖端与接地平面之间，从而利用均匀且集中的电场分布。当单个活细胞进入传感区时，其相对介电常数与周围生物介质不同，引起传输信...
本研究针对SARS-CoV-2主蛋白酶（Mpro/3CLpro）这一抗病毒药物靶点，开发了一种可在活细胞内监测其蛋白水解活性的转基因编码生物传感器。作者将小鼠前体白细胞介素-1β（pro-IL-1β）与缺乏分泌信号的Gaussia荧光素酶（i-GLuc）融合构建阴性对照，并在i-GLuc不同位置插入Mpro经典切割位点AVLQ↓SG...
本文提出一种简便巧妙的化学刻蚀-配位金属有机框架（MOF）再退火方法，制备出 Co3O4 纳米颗粒均匀分散于理性多孔碳纳米盒（Co3O4@CNBs）的复合材料，并将其用于检测活细胞释放的过氧化氢（H2O2）。以单宁酸（TA）刻蚀 ZIF-67 形成 TA-Co 纳米盒，再经氮气氛碳化和空气低温氧化，得到多孔碳盒中均匀分散 Co3O4...
钙离子是真核细胞中普遍存在的第二信使，与神经元活动、T细胞活化等过程密切相关。实时钙指示剂（如GCaMP）可提供毫秒级动态成像，而新型钙积分器可将短暂钙活动转化为稳定基因表达。本文报道LuCID，一种兼具实时指示与转录积分功能的双用途钙探针。LuCID的钙依赖型split luciferase组分利用NanoBiT系统，在furim...
环磷酸鸟苷（cGMP）是参与多种生理过程的第二信使，但活细胞中基于微孔板、具有时间分辨的 cGMP 检测仍具挑战。FRET 生物传感器 cGES-DE5 对 cGMP 具有较高时间分辨和选择性，因此作者将其改造为生物发光共振能量转移（BRET）形式，命名为 CYGYEL（YFP-PDE5-Rluc8），并克隆入慢病毒载体以用于不同哺...
本文报道 TALE.Sense，一个用于在活哺乳动物细胞中检测 DNA 序列的通用平台。该平台将转录激活样效应子（TALE）的可编程 DNA 结合能力与条件性 intein 重组相偶联，通过反式剪接产生 ON 开关，从而触发可定制的细胞响应，以区分含有指定序列靶标的细胞。与已报道的锌指（ZF）DNA 传感器相比，TALE.Sense...
集成多种成像信号的DNA基纳米探针已被用于构建多功能生物传感器平台，以研究胞内生物过程和生物标志物检测，也为内源微RNA（miRNA）的原位分析提供了机会。本综述主要关注用于miRNA生物传感器的多种DNA基纳米探针，并阐述如何定制所需纳米平台的策略。首先，系统介绍纳米探针跨膜运输的多种递送载体，包括框架核酸、有机/无机纳米材料、脂...
鉴于 COVID-19 及其变异株持续传播、未来动物源冠状病毒再传播风险以及现有冠状病毒抗病毒药物不足，亟需改进 SARS-CoV-2（CoV2）及其他冠状病毒抗病毒药物筛选方法。本文报道了一种基于活细胞的荧光检测系统，用于评估关键且高度保守的 CoV2 靶点——主 3C 样蛋白酶（Mpro）的细胞内功能。该系统通过表达天然野生型成...
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...
理性构建先进传感平台以敏感检测活细胞产生的过氧化氢（H2O2），是生理与病理研究中的挑战。单原子位点催化剂（SASCs）因具有类过氧化物酶（POD）活性和类似天然金属酶的金属配位环境，在 H2O2 检测中前景广阔，但中心原子电子与几何结构调控困难，使其与天然酶仍有差距。本文提出一种基于单原子 Fe 位点与碳包裹 Fe3C 晶体耦合（...
分泌型趋化因子通过结合膜受体介导细胞通讯。本文报道了一种高灵敏度实时方法，用于在活细胞中定量天然趋化因子的分泌及其与受体的结合。作者利用 CRISPR/Cas9 基因编辑将纳米荧光素酶小片段 HiBiT 插入 CXCL12 基因 C 端，使细胞内源表达并分泌 CXCL12-HiBiT。随后通过化学发光输出监测和定量 CXCL12 的...
细菌含有多种 RNA，用于在环境刺激下紧密调控基因表达。细菌小 RNA（sRNA）与蛋白辅因子协同结合互补 mRNA，从而上调或下调蛋白合成。sRNA 的活体成像有助于实时理解其时空动态，并为合成生物学和治疗应用提供新策略。目前 sRNA 成像方法在体内应用有限，无法提供 sRNA 水平波动的实时信息。本文报道了一种用于细菌 sRN...
有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPKs）通过将胞外信息转导为特定生物学反应，调控细胞生长、分化、应激适应和凋亡等多种功能。为理解这些通路的调控机制，需要在活体单细胞水平进行动态定量测量。荧光显微成像适合此类测量，但仍需更灵敏、动态范围更大的生物传感器。作者将酵母中合成的激酶活性转位传感器（SKARS）改造用于哺乳动物细胞，构建了可被人源...
本文报道了一种通过简便水热法结合煅烧处理制备多巴胺衍生氮掺杂碳纳米管/四氧化三铁复合材料（N-CNTs/Fe3O4 Cs）的新方法。多巴胺作为含氮前驱体，可在碳纳米管表面自聚合成聚多巴胺（PDA），促进 Fe3O4 纳米晶在碳纳米管表面均匀沉积，并通过引入吡啶氮和石墨氮有效调控石墨结构，从而提升碳复合材料的电化学性能。研究还发现，将...
异源三聚体G蛋白（Gαβγ）是G蛋白偶联受体（GPCR）信号的主要转导者，介导大量天然刺激和治疗药物的作用。目前尚缺乏在细胞内直接、稳健测量内源G蛋白活性的方法。本文报道一套模块化光学生物传感器，可在活细胞中以亚秒时间分辨率检测内源活性G蛋白。作者基于BRET原理，开发了遗传编码的单分子传感器BERKY，分别识别内源Gα-GTP和游...
人工酶模拟物因高稳定性和优异催化活性而受到传感应用关注。本文报道二氧化铈纳米片（CeO2 NSs）具有氧化酶样、过氧化物酶样和过氧化氢酶样三重酶模拟活性，并通过比色法和电子顺磁共振（EPR）光谱加以验证。基于 CeO2 NSs 对过氧化氢（H2O2）的强催化活性，作者建立了用于活细胞中 H2O2 高通量检测的电化学方法。该分析微流控...