本文开发了一种利用分选碳纳米管光学性质的生物传感器。作者合成了一种含叠氮基团的聚芴聚合物，用于从单壁碳纳米管群体中选择性提取半导体型纳米管。所得聚合物修饰纳米管通过点击化学与配体单元（生物素）偶联，并通过光致发光测量研究其与链霉亲和素靶标相互作用时的传感性能。结果表明，生物素化纳米管与链霉亲和素结合后，光致发光光谱发生明显位移；非生...
本研究提出一种基于便携式荧光计的实时、连续、非破坏性检测方法，用于监测遗传工程生物传感器植物的应激响应。作者构建了表达黄色荧光蛋白（YFP）生物报告器的拟南芥（Arabidopsis thaliana）植株，其中 YFP 受温度感应启动子 DREB2A（pDREB2A）控制。通过光纤夹固定叶片并用 GFP 荧光计测量荧光，可在热应激...
组蛋白乙酰化是表观遗传基因调控中关键的翻译后修饰机制，其状态由组蛋白乙酰转移酶（HATs）和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）可逆调控。本文报道了一种灵敏、无标记的时分辨发光（TRL）生物传感器，用于分别连续检测 HATs 和 HDACs 的酶活性。该传感器基于乙酰化介导的肽/DNA 相互作用和铽离子/单链 DNA（Tb3+/ssDNA...
核酸序列中单碱基差异的精确识别对疾病诊断和基因突变分析至关重要，但传统探针难以区分完全匹配与单碱基错配靶标。本文报道一种基于肽核酸（PNA）和氧化石墨烯（GO）的荧光生物传感器，用于 microRNA 单碱基错配检测。FAM 标记的 PNA 探针先与 GO 形成复合物，其荧光被 GO 猝灭；加入目标 RNA 后，PNA 与靶标杂交使...
时间分辨荧光技术可通过在脉冲激发光与信号采集之间设置延迟时间，降低细胞和组织中短寿命背景发光及自发荧光的干扰。本文制备了持久发光纳米颗粒（PLNPs），并以此构建通用时间分辨荧光共振能量转移（TR-FRET）平台，用于生物传感、细胞凋亡荧光寿命成像以及细胞内半胱天冬酶-3（caspase-3）的原位寿命定量。作者将染料标记的肽或 D...
L-乳酸脱氢酶（LDH）是广泛存在于人体组织细胞内的酶，其水平升高常提示病理状态或细胞死亡。本文报道了一种基于多孔硅（pSi）共振微腔的荧光增强型光学生物传感器，用于检测 LDH。非荧光染料 resazurin 通过热碳氢化、热氢硅化和酰化反应共价固定到 pSi 表面，各修饰步骤经 FTIR 和微腔共振波长偏移确认。热碳氢化可显著提...
本研究开发了一种基于石墨烯量子点（GQDs）和芘功能化分子信标探针（py-MBs）的新型生物传感器平台，用于检测微小RNA（miRNAs）。通过引入芘，利用其与GQDs表面之间的π-π堆积作用，使py-MBs与GQDs保持足够接近，从而在GQDs与标记在py-MBs上的荧光染料之间触发特异性荧光共振能量转移（FRET），产生独特的荧...
f29 DNA聚合酶（f29DP）能够以环状DNA模板为底物，通过滚环扩增（RCA）进行多轮DNA合成，同时具有3′–5′外切活性，可消化单链DNA但不能消化双链DNA。本文提出一种生物传感工程策略，将f29DP的这两种功能与结构转换DNA适配体相结合。该策略采用由环状DNA模板、DNA适配体和预引物组成的DNA组装体。无靶标时，组...
首次提出基于多联磁性纳米颗粒-抗体偶联物（MNPs-Abs）的荧光光谱系统，用于血清 CA-125、β2-微球蛋白（β2-M）和载脂蛋白 A1（ApoA1）检测，以早期诊断卵巢癌。通过 EDC/NHS 化学将单克隆抗体共价固定于羧基化 Fe3O4 磁性纳米颗粒表面，并用 Alexa 405/532/680 标记多克隆抗体作为荧光标记...
汞离子（Hg2+）具有强毒性和环境累积性，其快速、灵敏、选择性检测对环境和人体健康至关重要。传统荧光探针常受内源色原体背景荧光干扰，难以用于复杂基质。本文报道了一种简便的一步法制备亲水且可 DNA 功能化的上转换纳米颗粒（UCNPs），并将其用作 Hg2+ 生物传感器。以油酸（OA）包覆的 NaYF4:Yb,Tm@NaYF4 纳米颗...
全细胞系统性指数富集配体进化（whole-cell SELEX）用于筛选特异性结合目标细胞的适配体。为鉴定金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）特异性DNA适配体，本研究将快速全细胞SELEX应用于单链DNA文库，并通过结合流式细胞分选（FACS）与反向SELEX，设计、筛选并发展了两类适...
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...