基因编码生物传感器已成为基础研究与分析检测中的核心工具，既可作为细胞内报告器揭示代谢、信号和离子通量，也可作为全细胞试剂在不同样品中检测分析物。尽管不同分子支架和工作模式多样，其共同功能是将配体存在转化为可读信号。然而，生物传感器开发在实践中仍高度碎片化：不同支架和模态往往在彼此独立、实验室特定的流程中推进，使用不同的检测、指标和设...
神经退行性 tau 病以不同纤维状 tau 聚集体沉积为特征，其核心结构与神经病理表型相关。特发性震颤（ET）部分病例伴认知障碍和 tau 积聚。本研究用基于流式细胞术的 tau 生物传感器检测 ET 患者脑匀浆中的 tau 种子活性，通过细胞内 tau-荧光蛋白融合蛋白由可溶状态转为聚集状态来定量种子活性。利用丙氨酸扫描（Ala ...
神经退行性tau病以不同纤维状tau聚集体沉积为特征，其刚性核心结构与特定神经病理表型相关。特发性震颤（ET）是一种进行性神经疾病，部分病例伴认知障碍和tau积累。本研究利用基于细胞计数的tau生物传感器检测ET患者tau病理中的tau聚集体构象。该检测通过胞内tau-荧光蛋白融合蛋白从可溶态转化为聚集态，量化脑匀浆中tau朊病毒样...
有效微生物生物加工依赖维持理想培养条件，因此需要监测和调控细胞性能与稳健性的工具。本研究评估了一种基于旁线流式细胞术监测完整酿酒酵母细胞的补料分批培养控制系统，该细胞携带荧光转录因子型氧化还原生物传感器。具体而言，系统检测工业木糖发酵酿酒酵母菌株TMBRP011中TRX2p-yEGFP生物传感器对NADPH/NADP+比例失衡的响应...
锥虫目寄生虫（包括布氏锥虫）在热带和亚热带地区造成重大健康负担，但其代谢机制仍不清楚。为发现抑制锥虫目酶类的化学探针，作者建立了一种基于流式细胞术的高通量多重筛选方法，可在活体布氏锥虫血淋巴型中同时测量多种与糖酵解相关的代谢物。作者将分别检测葡萄糖、ATP 或糖体 pH 的荧光生物传感器转入寄生虫：葡萄糖和 ATP 传感器为 FRE...
TAR DNA结合蛋白43（TDP-43）是一种RNA结合蛋白，在部分神经退行性疾病的中枢神经系统中以聚集形式积累。TDP-43聚集也是包涵体肌病（IBM）等退行性肌病敏感且特异性的病理特征。来自肌萎缩侧索硬化（ALS）和额颞叶痴呆（FTD）脑裂解液的TDP-43聚集物可在体内外作为自模板化聚集种子，支持类朊毒体样细胞间传播。IBM...
葡萄糖代谢是布氏锥虫（Trypanosoma brucei）生存与发育的关键过程，血型和前循环型寄生虫的糖体（glycosome）容纳大部分糖酵解酶。葡萄糖缺乏可迅速引起糖体酸化，并可能通过别构调节己糖激酶等糖酵解酶。既往化学pH探针需要持续供给且难以稳定定位于糖体，限制了应用。本文报道了表达糖体定位pHluorin2（pHL）的可...
本文提出一种基于微生物群体生理行为而非仅监测环境参数的生物过程控制策略，其核心是“在细胞需要时给予其所需”。作者开发了一种基于大肠杆菌 glnA 启动子（glnAp）的基因编码荧光生物传感器，用于监测大肠杆菌 BLR(DE3) 的氮相关营养状态。该传感器以 glnAp 为输入模块，以携带 C 端 ASV 降解标签的 GFPmut3....
新冠疫情暴露了现有 RT-PCR 检测在灵敏度、特异性、周转时间和假阴性方面的局限。本文报道了一种新型磁性免疫捕获流式病毒学纳米生物传感器 MICaFVi，用于冠状病毒检测。该方法将磁性纳米颗粒（MNP）介导的病毒免疫捕获富集与流式病毒学分析相结合，无需核酸扩增或病毒复制即可敏感检测病毒颗粒和假病毒。概念验证中，采用抗刺突抗体偶联的...
流式细胞术由流体系统和光学系统组成，已广泛用于生物传感。流体流动可实现样品自动高通量上样与分选，光学系统则通过荧光检测微米级细胞和颗粒。该技术功能强大且发展成熟，但要求样品以悬浮液形式存在，因此通常只能用于体外。本研究报道了一种简单方案，利用未经任何改造的共聚焦显微镜构建流式细胞术。作者证明，显微镜的快速线扫描能够有效激发毛细管中体...
环二腺苷酸（cyclic-di-AMP, CDA）是金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）中调控抗生素耐受、渗透调节、生物膜形成和毒力等多种细胞功能的重要第二信使。准确测定活菌内 CDA 浓度对理解其耐药机制和临床监测具有重要意义。本研究开发了一种新型 RNA 荧光生物传感器 bsuO P6-4，用于在金黄色葡...
表型异质性被认为会降低生物过程性能，即使培养物为单克隆。本研究在补料分批培养中评估了工程化异丙醇高产菌株 Cupriavidus necator 的稳健性及其质粒表达水平异质性。此前，eGFP 已被鉴定为 C. necator 中有前景的质粒表达报告分子。作者比较了三种工程菌株（异丙醇高产株、eGFP 表达株和异丙醇/eGFP 共表...
生物标志物的灵敏检测对疾病诊断和术后复查至关重要。非线性杂交链反应（NHCR）基于 DNA 自组装，可作为信号放大技术用于多种生物传感平台。本文提出一种无发夹 NHCR 流式细胞术免疫分析方法，用于前列腺特异性抗原（PSA）检测。在羧基磁珠（MBs）表面固定捕获抗体 Ab1，加入 PSA 后与生物素化检测抗体 Ab2 形成夹心复合物...
遗传编码氧化还原活性化合物生物传感器的发展推动了细胞内氧化还原活性研究新方法。此前作者利用遗传编码生物传感器 HyPer 定量测量活细胞内过氧化氢（H2O2）浓度。本研究改进该方法，用于比较不同表型人细胞在 H2O2 诱导外源氧化应激下胞外与胞质 H2O2 浓度梯度，从而评估抗氧化系统强度。实验使用稳定表达胞质 HyPer 的癌细胞...
DNA完整性对生命至关重要，细胞通过DNA修复通路清除化学和辐射损伤；碱基切除修复（BER）酶活性异常与癌症、耐药及神经退行性疾病相关，因此需要快速灵敏的检测工具。本文报道一种基于微信标（microbeacons, µBs）的酶活性检测方法。µB是将含单一位点特异性损伤的发夹形核酸探针固定于微球，并用荧光团或前荧光团修饰。目标蛋白处...
小分子 8-甲氧基-2-氧代-1,2,4,5-四氢环戊[de]喹啉-3-羧酸（2b）是一种反应性非荧光 Michael 受体，与硫醇反应后产生荧光，并可在水相中与 Eu3+ 自组装形成高效镧系天线。该性质使 2b 成为高选择性谷胱甘肽（GSH）生物传感器，可用于小鼠和人类免疫细胞（CD4+ T 细胞、CD8+ T 细胞和 B 细胞）...
本研究在 Cupriavidus necator 中研究质粒表达水平异质性，考察在假设增强质粒不稳定的严格培养条件下，通过质粒清除策略诱导的表达差异。比较了两种质粒清除策略在批次培养中的效率：添加利福平与升高培养温度。结果显示，将温度从30℃升至37℃是最有效的质粒清除策略。为获得质粒表达水平异质群体，先在37℃超最适温度下进行连续...
本研究将人肝癌细胞HepG2形成的三维球体作为类生物传感器细胞系统，用于检测化学物诱导的细胞毒性与遗传毒性。以机制明确的间接遗传毒性物苯并[a]芘（BaP）和2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4,5-b]吡啶（PhIP）进行验证。培养3天的HepG2球体分别暴露于不同浓度BaP和PhIP 24 h与72 h。通过面积测量和FDA/...
无需核酸扩增的检测方法因结果快速而有利于病毒诊断，可为准确诊断和疫情监测提供信息。流感病毒易发生引发大流行的基因突变，因此需要将这些检测平台应用于流感诊断。本文在超灵敏检测平台上分析了快速评估病毒新兴风险（FEVER）流程，包括基于波导的光学生物传感器和流式细胞术微球检测，并通过计算模拟评估其序列覆盖度，与美国疾控中心（CDC）流感...
甲基营养菌 Methylorubrum extorquens 是甲醇生产高附加值化合物的优良微生物。本研究利用该菌内源响应甲醇的调控机制，构建了单细胞水平甲醇生物传感器。将绿色荧光蛋白（GFP）基因分别插入丝氨酸乙醛酸氨基转移酶基因（sga）启动子（Psga）或甲醇脱氢酶亚基1前体基因（mxaF）启动子（PmxaF）下游，并通过同源...