人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）衣壳是宿主蛋白和小分子结合的界面，参与病毒生活周期的多个步骤，但目前尚缺乏利用组装衣壳晶格定量测量宿主—病原体相互作用动力学的方法。本文开发了一种单分子荧光生物传感器，以自组装HIV-1衣壳蛋白（CA）管作为生物识别元件，并在微流控装置中利用全内反射荧光显微镜（TIRF）对衣壳结合物进行成像。该传感...
炭疽杆菌是引起炭疽的有害病原体，并可能作为生物武器，因此需要快速、灵敏的检测方法。本研究构建了一种基于多壁碳纳米管（MWCNTs）的荧光适配体传感器，用于检测炭疽杆菌重组保护性抗原结构域4（rPAD4）。首先在大肠杆菌中重组表达 PAD4，并通过 Ni-NTA 亲和层析纯化；酶联适配体实验（ELAA）证实 ssDNA 适配体与 rP...
汞是全球主要水污染物之一。本研究基于携带 merR 基因的遗传修饰质粒，分别构建了以荧光素酶（LucFF）和翡翠绿色荧光蛋白（EmGFP）为报告基因的全细胞与无细胞生物传感器，用于检测水样中的汞。两种构建体在大肠杆菌和无细胞体系中均达到 1 ppb 汞的检出限。研究发现，高浓度汞对细菌具有细胞毒性，导致全细胞传感器在高汞浓度下出现异...
本文提出一种点击型蛋白-DNA偶联反应，命名为MnDDC（Mn2+激活的DCV-DNA偶联）。该反应以鸭环状病毒复制起始蛋白截短片段DCV及其靶DNA为模块化元件，在Mn2+依赖下快速、高效、位点特异性地形成蛋白-DNA共价连接。基于MnDDC，作者构建了由DCV和分子信标组成的荧光Mn2+生物传感器，可在2 min内以纳摩尔灵敏度...
本文报道了一种基于融合蛋白的均相免疫检测系统，用于小分子抗原的信号开启型检测。该系统以抗体可变区（VH/VL）作为识别元件，并分别连接界面突变β-葡萄糖醛酸酶（GUSm）作为报告酶；小分子抗原结合后诱导可变区二聚化，使原本无活性的GUSm二聚体进一步组装为活性四聚体，从而催化荧光底物产生荧光信号。此前GUSm因热稳定性差及可能由自发...
活细胞荧光显微镜广泛用于研究受体介导的细胞信号动态，但可用的胞内生物传感器有限。基于磷脂酶C-γ1（PLCγ1）串联SH2域的tSH2-WT曾被用于检测表皮生长因子受体（EGFR）磷酸化。本文发现tSH2-WT对磷酸化EGFR缺乏特异性，且其EGF刺激的膜募集动力学与EGFR磷酸化预期不一致。数学模型和实验表明，tSH2-WT的高亲...
本文报道了一种新型、简便、灵敏且精确的光谱荧光法，用于定量检测癌抗原125（CA125）。该方法基于监测酞菁荧光体在由荧光体与阳离子聚苯乙烯组成的纳米复合体中，因与CA125相互作用而在790 nm处发光强度的猝灭。将不同浓度CA125对掺杂于聚苯乙烯基质中的镍酞菁配合物发光强度的显著猝灭成功用作光学传感器，用于卵巢疾病不同血清样本...
在发展中国家，识别清洁可饮用水仍是普遍挑战，粪便污染导致的介水疾病严重威胁公共健康。高效监测本地水源对饮水安全至关重要，但目前缺乏低成本、可靠且能快速检测污染的方法。本文开发了一种体外检测方法，利用来自冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）的气味结合蛋白 AgamOBP1，检测有害肠杆菌科细菌的特征代谢物吲哚。作者证明重组...
炎症反应启动后，细菌病原面临改变的组织微环境，其代谢活性与生长速率会受到影响，但长期动态分析困难。本文建立了一种用于在持续皮肤感染中于单细胞水平连续数天测量金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）生长速率的体内生物传感器。该传感器基于光转换荧光蛋白 mKikumeGR 的稀释与新合成：在感染...
钙调节的磷酸二酯酶1（PDE1）家族在脑中高表达，但其在神经元中的功能作用尚不清楚。本研究使用选择性 PDE1 抑制剂 Lu AF64196 和环核苷酸生物传感器（包括一种新型 cGMP 生物传感器），分析 PDE1 对新生雄性小鼠脑片单个神经元中 cAMP 和 cGMP 的影响。光释放笼化 NMDA 引起胞内钙短暂升高，并伴随纹状...
本文报道一种基于目标响应DNA聚合酶活性的新型目标蛋白检测方法。该传感器由两种功能不同的DNA适配体理性设计并组合而成：一种特异性结合目标蛋白，另一种结合DNA聚合酶，共同构成可响应目标蛋白并调控DNA聚合酶活性的检测探针。无目标蛋白时，检测探针结合并抑制DNA聚合酶活性；加入目标蛋白后，目标蛋白与目标特异性适配体结合，使探针结构失...
二维纳米材料因可通过荧光共振能量转移或光诱导电子转移实现信号转导而备受关注。本文开发了一种二维Hofmann型金属有机框架（hMOF）单层纳米片，作为用于DNA检测的轴向配位平台，其信号转导基于配体到金属电荷转移（LMCT）淬灭机制。通过调节刚性配体上膦酸酯基团的位置，合成了层状hMOF；单晶结构表明相邻层之间通过二乙基-4-吡啶基...
了解工作细胞中的蛋白质信号通路是开发靶向药物的重要途径。近年 mTOR 通路因在多种疾病治疗中的重要性而备受关注。本研究聚焦 mTORC1 下游磷酸化底物 S6 激酶 1（S6K1），并鉴定其与 mTORC1 的空间邻近关系。当 S6K1 与 raptor 共表达时，S6K1 由细胞核向细胞质转位。作者开发了一种新型生物传感器，实时...
本研究将可识别四种来源脂多糖的80 nt广谱ssDNA适配体LA80进行截短，采用基于二级结构的茎环截短和删除固定引物区两种策略，获得LA27等截短适配体。LA27保留广谱识别能力，且对LPS的结合亲和力提高，Kd为46.2±9.5 nM，约为全长LA80（102±17 nM）的一半。作者建立以氧化石墨烯（GO）为信号增强剂的荧光偏...
抗生素在食品动物中的过量使用导致食源性细菌多重耐药性持续上升。除磺胺类外，氟喹诺酮类、氨基糖苷类和β-内酰胺类是最常见的抗生素类别，因此需要快速、高效、低成本的抗生素检测方法。本研究提出一种用于检测氟喹诺酮类抗生素环丙沙星（ciprofloxacin, CFX）的喷墨打印适配体生物传感器。由于适配体具有极高的亲和力和特异性，已被广泛...
生物传感器是易使用、成本效益高的器件，正成为诊断、疾病监测和大规模筛查的重要工具。本文报道一种基于图案化金纳米颗粒表面金属增强荧光（MEF）的免疫传感器，用于真实尿液样本中免疫球蛋白（主要为IgG）的检测。器件由超疏水硅微柱阵列、柱顶无电沉积金纳米颗粒簇以及经光化学固定技术（PIT）共价固定的抗人IgG抗体组成，采用FITC标记二抗...
本文提出一种面向即时诊断的多功能酶试剂理性设计策略，以减少下游分离步骤并消除固定偶联化学试剂。融合蛋白将核心检测酶（单体沙胆碱氧化酶 mSOx 或辣根过氧化物酶 HRP）、可视化蛋白 mCherry 和内置二氧化硅亲和肽 R5 连接在一起。在大肠杆菌中表达时，可通过 mCherry 荧光增强和色卡对照半定量判断表达水平。R5 肽（S...
耐药菌已成为全球公共卫生威胁。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）可较快速鉴定细菌，但难以测定抗生素耐药性。生物传感器可通过在传感表面捕获细菌并监测其生长来评估耐药性，但该问题尚未得到充分研究。本研究在96孔微孔板中评估大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）捕获后的生长，发现基于抗体的...
尽管遗传模型已充分证明，β细胞胰岛素抵抗在饮食诱导2型糖尿病（T2DM）中的意义仍不清楚。本研究以易患糖尿病的雄性C57Bl/6J小鼠为模型，给予不同组合的西式饮食，发现β细胞胰岛素抵抗在T2DM进展早期即出现，由高脂毒性增加β细胞工作负荷共同引起。高脂高蔗糖饮食8周内，小鼠出现肥胖、胰岛素和葡萄糖耐量受损，并表现为非代偿性胰岛素分...
以葡萄糖、柠檬酸、甘油和壳聚糖等天然有机前驱体合成的碳点（CDs）因碳源丰富、可引入 N/S/P 等杂原子掺杂且生物相容性好而备受关注，但传统合成常使用有机溶剂，限制了其在生物医学中的推广。本文报道了一种以亚麻籽为天然前驱体的绿色水热法，合成高亮碳点。所得 CDs 粒径约 4–8 nm，量子产率为 14.2%，具有优良水溶性、光稳定...