有机磷（OP）化合物如对氧磷（paraoxon）的快速检测有助于及时采取去污措施并减少潜在伤亡。本研究设计了一种基于纳米磁-二氧化硅核壳偶联有机磷水解酶（OPH）的荧光生物传感器，用于直接检测对氧磷。香豆素1（Coumarin 1）作为OPH的竞争性抑制剂和荧光产生分子，结合于酶活性位点；在380 nm激发下，其发射荧光因纳米磁-二...
人偏肺病毒（human metapneumovirus, hMPV）是儿童常见呼吸道感染病原。传统免疫荧光试验（IFA）检测呼吸道样本中 hMPV 的可靠性有限，在本研究样本中敏感性约58.1%，假阴性预测值约17.8%。本研究采用作者前期建立的高通量金属增强荧光（metal-enhanced fluorescence, MEF）生...
DNA折纸方法能够构建复杂的纳米尺度对象，可用于组织分子组分并作为可重构机械装置。对合成生物学而言，DNA折纸结构可递送至细胞内执行复杂的感知-响应任务，也可作为支架组织酶以增强合成。DNA折纸结构的设计较为复杂，通常需借助专用软件完成。本章介绍利用多种先进软件工具设计DNA折纸结构的流程。首先阐述计算DNA双螺旋之间交叉点位置的基...
本研究描述一种定量监测紫杉醇在靶活性的系统，以α-微管蛋白C端为生物标志物。紫杉醇稳定微管后，α-微管蛋白C端发生特异性去酪氨酸化，可用于评估药效。作者合成了基于FRET的生物传感器，由对应α-微管蛋白C端的短肽、荧光团Abz和淬灭剂Dnp组成；肽末端荧光团可在酶促去酪氨酸化后释放。此外，将单个荧光标记肽连接到介孔二氧化硅纳米粒子上...
肉毒神经毒素（BoNTs）是已知毒性最强的细菌蛋白之一，具有生物恐怖剂潜力，因此迫切需要可现场部署的超灵敏方法检测其存在及活性状态。本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）-肽的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，用于超灵敏检测肉毒神经毒素 A 轻链（BoNT-LcA）的蛋白酶活性。作者设计并合成了绿色荧光蛋白（GFP）修饰的 SN...
本文报道了一种以低成本、快速、简便方式实现的无标记荧光复合探针，用于DNA杂交检测。该探针基于芘功能化聚[2-(N,N-二甲基氨基)乙基甲基丙烯酸酯]（PFP）的芘激基态向SYBR Green I（SG）的荧光共振能量转移（FRET）机制。探针由带正电的PFP、DNA嵌入染料SG和带负电的单链DNA（ssDNA）组成。加入互补链后，...
本研究开发了一种基于石墨烯量子点（GQDs）与金纳米颗粒（AuNPs）对的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，用于金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）特异性基因序列检测。该平台通过将捕获探针固定于GQDs表面、报告探针偶联于AuNPs表面实现。当目标寡核苷酸同时与捕获探针和报告探针杂交时，形成三明治结构，...
低成本、快速的生物胁迫检测对保护玉米等主粮作物至关重要，尤其在发展中国家小农户中，优质种子、肥料和农药的可及性受限。本文报道一种直接整合于玉米叶片中的新型侧流检测技术：将偶联分析物特异性捕获抗体的微球以非侵入方式注入叶片，使抗体偶联微球在叶内固定，并以浓度依赖方式捕获和检测分析物。作者优化了微球尺寸，以兼顾有效渗入和叶内固定，并在活...
神经元轴突与胞体树突区细胞膜组成存在显著差异，可能影响 G 蛋白偶联受体信号。本研究利用高分辨率 FRET 生物传感器成像，测量培养大鼠海马神经元单个轴突、树突和胞体中关键信号组分基础水平的局部变化，探讨 1 型大麻素受体（CB1R）信号特征。内源性 CB1R 激活通过 Gi/o 蛋白和 cAMP 介导，使胞体树突区环磷酸腺苷依赖性...
本文报道了一种基于阳离子共轭聚合物（PFP）与脱氧鸟苷修饰发夹适配体之间荧光共振能量转移（FRET）调控的腺苷脱氨酶（ADA）灵敏选择性检测方法。发夹适配体一端标记荧光素（FAM），另一端连接三个脱氧鸟苷（Gs）作为猝灭基团。无 ADA 时，适配体与腺苷形成发夹样构象，Gs 与 FAM 靠近，通过光诱导电子转移（PET）猝灭 FAM...
DNA链置换技术在DNA片段传感与编程中表现良好。本文构建基于DNA链置换的DNA分子系统，用于执行逻辑门计算。作者设计了一类“DNA神经元”，借鉴生物神经元以脉冲累积方式编码信息，利用DNA分子编码并传递信息。该DNA神经元具有双稳态，能够以DNA分子作为输入信号进行感知，并释放“负”或“正”信号DNA分子。通过级联特定组织的DN...
紧密连接（TJ）是上皮组织中的动态多蛋白细胞间黏附结构，对维持屏障功能至关重要。在生理发育和黏膜炎症中，TJ 会发生重塑，而 claudin 家族蛋白的差异表达决定上皮屏障特性，但其分子机制尚不清楚。作者构建稳定表达 Aequorea coerulescens 绿色荧光蛋白（acGFP）-claudin 4 的肠上皮细胞，将 acG...
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...
本文报道了一种基于水溶性共轭聚合物 PFP 和荧光共振能量转移（FRET）技术的腺苷脱氨酶（ADA）生物传感器。该传感器以 PFP 为荧光能量供体，以荧光素（FAM）标记的互补链 DNAc-FI 为共振门，以溴化乙锭（EB）为最终荧光能量受体。无 ADA 时，腺苷与适配体形成茎环结构，远离 DNAc-FI；380 nm 激发 PFP...
我们开发了一种在活细胞中区分不同蛋白构象的新方法——可暴露四半胱氨酸（XTC）。该方法将工程化四半胱氨酸基序引入目标蛋白，使其根据构象状态有条件地暴露于双砷染料结合。XTC用于区分Src家族激酶的开放与关闭调控构象。仅在c-Src、Lck和Lyn三个Src家族激酶保守SH2域中将四个残基替换为半胱氨酸，即可基于与双砷染料FlAsH或...
本研究报道了一种基于钌(II)多吡啶配合物的选择性、无标记发光传感器，用于检测牛血清白蛋白（BSA），并考察其相对于其他蛋白质的识别能力。作者采用紫外-可见吸收、稳态发射、激发态寿命和圆二色（CD）光谱技术研究了 BSA 与两种 Ru(II) 配合物（I 和 II）之间的相互作用。加入 BSA 后，配合物 I 和 II 的发光强度分...
本文报道了一种基于合成生物传感器的功能筛选策略，用于选择能中和 Bothrops atrox 蛇毒 P-I 类金属蛋白酶 Atroxlysin-I（Atr-I）的单克隆抗体。B. atrox 是南美洲北部蛇咬伤的主要来源，其蛇毒金属蛋白酶（SVMPs）可引起严重局部出血，而常规抗蛇毒血清不能完全中和这些效应。作者以 FRET 肽 A...
定向进化是提升低活性酶催化能力的重要策略，尤其适用于酶被改造以接受新底物或适应新环境的情形。由于酶活性强烈依赖其微环境，筛选条件应尽量接近最终应用场景。当目标酶需要在活细胞内发挥作用时，RNA 生物传感器可将难以直接测量的代谢表型，即目标小分子的生成，与易于检测的荧光表型相连接，从而在活细胞内实现高通量筛选。本文介绍了一种基于合成 ...
本文报道了一种用于人血清中人类免疫缺陷病毒（HIV）抗体灵敏、选择性检测的上转换荧光共振能量转移（FRET）生物传感器。作者采用一步自组装法，将磷脂-肽共轭物与PEG化磷脂包覆到油酸稳定的NaYF4:Yb,Er上转换纳米颗粒（UCNPs）表面，获得亲水且带HIV-1 gp120抗原肽的UCNPs。该抗原肽通过linker与颗粒表面保...
禽流感病毒（AIV）具有良好适应性和多种突变，威胁人类与动物健康。H7 亚型因高致病性具有引发大流行的潜在风险，因此亟需开发快速、灵敏的 H7 亚型检测生物传感器。本文报道了一种基于 BaGdF5:Yb/Er 上转换纳米颗粒（UCNPs）向金纳米颗粒（AuNPs）发光共振能量转移（LRET）的生物传感器，用于快速、灵敏检测 H7 亚...