G蛋白偶联受体（GPCR）经内体-溶酶体途径的转运对激动剂激活后GPCR的稳态调节至关重要。由于分选过程复杂且涉及大量细胞蛋白，鉴定参与GPCR转运的基因具有挑战性。本研究利用工程化过氧化物酶APEX2氧化荧光底物Amplex UltraRed（AUR）的能力，开发了一种高灵敏度生物传感器，用于检测GPCR表达及激动剂诱导的溶酶体转...
子痫前期是妊娠特有高血压综合征，是全球母胎发病和死亡的主要原因之一，早期诊断对减轻不良结局至关重要。近期研究将内皮糖蛋白 endoglin（CD105）作为潜在生物标志物。本文报道一种用于超灵敏检测 endoglin 的杂化生物传感平台，以支持子痫前期早期诊断。该平台将纳米孔阳极氧化铝（NAA）的高比表面积与金纳米团簇（AuNCs）...
Lamin A 丝氨酸22位点（Ser22）的广泛磷酸化（pSer22）是细胞有丝分裂的标志，可促进核膜解体；在间期，pSer22 lamin A 丰度较低，并参与力学转导、病毒感染和基因表达。已有大量证据表明，磷酸化修饰调控 lamin A 对细胞功能与命运的作用，但目前尚缺乏用于实时观察 pSer22 lamin A 动态变化的...
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...
与活系统相互作用通常涉及识别细胞脂质膜，因此纳米机器人作用细胞的第一步是检测其与脂质膜的结合。作者利用DNA折纸（DNA origami）构建了一种以单分子荧光共振能量转移（smFRET）为换能机制的生物传感器，用于精确检测脂质囊泡并实现货物递送。该系统核心是从DNA折纸突出的一条疏水性ATTO647N修饰单链DNA（ssDNA）探...
本文报道了钛碳化物（Ti3C2）-硫化钴（Co3S4）纳米复合材料在氨基酸生物传感中的应用。Ti3C2 MXene具有导电性好、亲水性强、热稳定性高、层间距大和比表面积高等特点，适合固定生物分子并检测目标分析物；Co3S4为过渡金属硫化物，可增强Ti3C2的电催化活性，尤其适用于氨基酸检测。L-精氨酸是半必需氨基酸，参与蛋白质合成、...
L-2-羟基戊二酸（L-2-HG）是参与氧化还原稳态、免疫调控和表观遗传修饰等功能区室化代谢物，但其亚细胞分布与线粒体转运机制因实时原位检测技术受限而不清。本研究开发了一种超灵敏 L-2-HG 荧光生物传感器 sfLHGFRH，由循环置换黄色荧光蛋白 cpYFP/cpSFYFP 与 L-2-HG 特异性转录调控蛋白 LhgR 融合构...
治疗性单克隆抗体（mAbs）需要良好的药代性质，尤其是通过新生儿Fc受体（FcRn）的pH依赖性结合延长血清半衰期。既往研究多关注IgG-FcRn结合动力学中的单一亲和力值，但每个IgG分子可在内体pH梯度中同时结合两个FcRn分子。本文利用switchSENSE表面生物传感器，将重组FcRn通过短DNA纳米杠杆固定，模拟受体膜取向...
茎尖分生组织（SAM）的生长对构建植株架构至关重要。植物激素赤霉素（GA）在协调植物生长中起关键作用，但其在 SAM 中的功能大多未知。本文通过工程化一种 DELLA 蛋白，抑制其在 GA 转录反应中的主调控功能，同时保留其在 GA 感知后的降解，开发了一种比率型 GA 信号生物传感器。该基于降解的传感器能准确报告发育过程中细胞内 ...
念珠菌属酵母菌可引起免疫受损者及健康人的胃肠道、泌尿道和呼吸道感染。近年来念珠菌病报告病例迅速增加，诊断研究备受关注。我们开发了一种基于多克隆适配体库的荧光检测方法，对念珠菌属具有较高特异性和亲和力，可高灵敏地定量临床样本中的病原菌。此前我们获得了可特异性识别念珠菌的适配体库 R10，并通过模拟念珠菌引起的早期皮肤感染模型，利用 F...
本文研究环境敏感荧光染料在荧光寿命成像显微镜（FLIM）生物传感器中的应用。作者筛选了一系列 merocyanine 染料，寻找环境诱导荧光寿命变化、光稳定性和亮度在活细胞成像波长下的最佳组合。最终构建 mero87-CBD 生物传感器，将环境敏感染料通过半胱氨酸反应性连接基共价连接至选择性结合激活态 Cdc42 的亲和试剂（WAS...
核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO）是自然界最丰富的可溶性蛋白，其活性测定对光合作用工程至关重要。现有生化与放射性标记法需添加多种外源组分，成本高且不便。本研究开发两种更简便、低成本且可重复的 RuBisCO 活性检测方法。首先，利用蓝藻细胞裂解液作为 Calvin 循环酶来源，简化 NADH 依赖分光光度法，比较...
肺癌是全球癌症死亡的主要原因，常因晚期发现而难以治愈。现有生物标志物往往在无症状可治愈阶段难以检出，因此需要兼具性能、可扩展性、成本效益和简便性的群体筛查方法。本文提出一种基于酶活性的传感器平台，通过检测血清中参与肿瘤转化的活性蛋白酶，而非单纯计数生物标志物，来评估肺癌风险。该平台由 18 个对活性蛋白酶敏感的传感器组成，用于检测 ...
无细胞蛋白合成（CFPS）是一种快速成熟的体外基因表达平台，可在需要点对核酸进行转录和翻译，从而按需合成肽类疫苗、生物治疗蛋白，并开发用于环境污染物和感染因子检测的诊断方法。与传统细胞系统不同，CFPS 无需维持活细胞，设备需求低，适合太空等低资源环境。本研究评估无细胞平台 BioBits 在国际空间站（ISS）上的性能，通过表达 ...
机械应变是调控纳米材料性质的可逆手段。本研究考察施加于单个氧化锌（ZnO）纳米棒（NRs）的应变如何影响源自外部生物分析物、随后耦合并波导至纳米棒的荧光信号。作者以肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和 Alexa488 标记抗体构建模型免疫检测，在 ZnO NRs 上形成 Alexa488-TNF-α 免疫复合物，并系统分析纳米棒长度、...
小分子或蛋白质与 RNA/DNA 的相互作用常伴随核酸折叠和结构变化，对其生物物理表征有助于理解分子机制。本文提出 kinFRET（动力学 Förster 共振能量转移），一种实时整体 FRET 方法，用于测量结合与折叠动力学。kinFRET 基于 switchSENSE 生物传感技术，利用荧光标记的表面固定 DNA 连接链，在芯片...
在现代气候变化与污染加剧背景下，寻找可靠应激生物标志物及可及传感方法日益重要。本研究利用REEAD传感器系统检测粗细胞提取物中拓扑异构酶1（TOP1）的活性，发现果蝇（Drosophila melanogaster）和人HeLa细胞在热应激下TOP1活性显著降低，而表达水平不变。该效应在果蝇中既见于轻度至中度长期热应激，也见于较严重...
美洲牡蛎（Crassostrea virginica）是监测水体中多环芳烃（PAH）等持久性有机污染物的常用贝类生物指示物种。被动监测使用污染点野生牡蛎，主动监测则向目标点投放驯化养殖牡蛎，但两类方法测得的污染物总量常存在差异；三倍体养殖牡蛎与二倍体牡蛎对 PAH 的生物累积差异研究较少。本研究在受 PAH 污染场地开展 6 周现场...
脂质代谢失调与神经退行性病变及神经功能下降密切相关，也见于溶酶体贮积病。尼曼-匹克A型（NPA）是一种致命的神经退行性溶酶体贮积病，其特征是酸性鞘磷脂酶（ASM）缺乏导致鞘磷脂（SM）在内溶酶体腔异常积累。能够监测脑内脂质稳态异常，有助于基础研究和有效治疗策略开发。本研究开发并验证了一种基于单壁碳纳米管（SWCNT）的脑内脂质检测纳...
微细里肯氏菌（Rikenella microfusus）是具有重要潜力的肠道益生菌，其丰度失衡与肠道疾病、免疫疾病和代谢疾病等多种疾病相关，可作为疾病监测与干预的潜在靶标或生物标志物。现有肠道菌群监测方法存在检测时间长、操作复杂、成本高等缺点，限制了临床应用。本研究以 R. microfusus 为靶菌，采用体外全细胞 SELEX ...