本文报道了一种基于纳米孔阳极氧化铝（AAO）膜的超薄高灵敏SARS-CoV-2检测平台。通过表面功能化，AAO膜可实现对SARS-CoV-2基因组靶标的高效捕获与识别，检测基于DNA-DNA和DNA-RNA杂交。为将探针寡核苷酸固定在AAO膜上，首先利用紧凑型真空渗入模块在孔表面涂覆连接试剂3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS）和戊二...
沃特曼1号色谱纸广泛用于纤维素基免疫分析，通过固定蛋白捕获靶标生物标志物。为满足低成本、可量产的即时诊断需求，本研究评估多种商业纸张作为替代基底的物理特性与蛋白固定能力。研究采用工程化结合蛋白rcSso7d.SA-CBD，其中rcSso7d.SA可高亲和结合链霉亲和素，CBD可结合纤维素，无需化学活化即可将识别元件固定于纸面。通过水...
本文开发了一种简便、灵敏且选择性的荧光纳米传感器用于检测谷胱甘肽（GSH）。通过微波辅助热解法合成高量子产率碳点（Cdots），并用水热法制备不同形貌二氧化锰（MnO2）纳米结构。比较Cdots@MnO2纳米结构生物传感器的光物理性质发现，荧光猝灭（turn-off）、量子产率、电子转移速率和平均寿命均随MnO2形貌变化。作者制备了...
单链DNA适配体作为亲和分子，可用于快速、可靠地检测肠道细菌，为健康系统提供新型、稳健且廉价的诊断工具，以监测针对肥胖和神经退行性疾病等广泛威胁的益生菌补充策略效果。人体肠道菌远端副拟杆菌（Parabacteroides distasonis, P. distasonis）与肥胖、非酒精性脂肪肝和多发性硬化等疾病正相关，且这些疾病中...
无机焦磷酸酶（PPase）表达水平被认为是多种癌症的潜在生物标志物，其预后价值已在肺癌、结直肠癌和甲亢患者中评估。然而，现有PPase检测常依赖特定材料，反应复杂、耗时，且线性范围和灵敏度有限，限制了早期临床诊断应用。本文开发了一种基于DNAzyme的无标记荧光生物传感器用于检测PPase活性。在PPase存在时，PPi–Cu2+–...
苯丙酮尿症（PKU）患者因苯丙氨酸羟化酶（PAH）缺陷导致苯丙氨酸（Phe）在体内蓄积，可引发严重神经损伤。作为口服活菌治疗策略，大肠杆菌 Nissle（EcN）工程菌株 SYNB1618 表达苯丙氨酸氨裂解酶（PAL），在胃肠道内将 Phe 脱氨转化为非毒性反式肉桂酸（TCA）。本研究通过优化全细胞 PAL 活性，构建了更强的 E...
蛋白A因能特异性识别免疫球蛋白（Ig）而长期用于不同研究领域。金黄色葡萄球菌来源的蛋白A通过抗体Fc区结合免疫球蛋白，对IgG结合最强，因此被广泛用于IgG的纯化与检测。本研究首次将蛋白A整合到经光刻图案化的硅基金纳米颗粒等离子体表面上，用于IgG的定向固定。信号检测通过金属增强荧光（MEF）系统实现。通过蛋白A与IgG Fc区的结...
活细胞中 GTP 的生理变化一直未被认为能调控 RAC1 激活，因为色谱或质谱测得的胞内 GTP 浓度远高于体外测定的 RAC1-GTP 解离常数（Kd）。本文结合遗传编码 GTP 生物传感器与 RAC1 活性生物传感器，证明在活细胞中，围绕 RAC1-GTP Kd 波动的 GTP 水平与 RAC1 活性变化相关。此外，RAC1 在...
茉莉酸（JA）在植物发育与胁迫响应中起关键作用，但其在细胞水平的时空分布仍不清楚。已有拟南芥 Jas9-VENUS 荧光生物传感器受 35S 启动子活性限制，在生殖组织和单子叶作物中表达不佳。本研究基于 OsJAZ6 的 JA 依赖降解序列（Jas6）构建水稻合成生物传感器 J6V-HM，由玉米 Ubi-1 启动子驱动核定位 Jas...
当外界环境发生剧烈变化时，细胞内理化性质随之改变，但现有方法难以在活细胞中实时、非破坏性地动态监测这些变化。本研究利用内在无序蛋白区（IDR）对环境敏感且结构可塑的特性，开发了一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的基因编码荧光生物传感器 SED1。SED1 以拟南芥在缺水条件下表达的内在无序蛋白 AtLEA4-5 为传...
摘要指出，高信噪比（SBR）和高单核苷酸多态性（SNP）判别比是临床 DNA 生物传感器的关键。本文提出 SWAT 方法，用于基于 DNA-DNA 杂交的生物传感器，使同一平台可检测多种病原体，并在 10^1–10^4 copies/test 的动态范围内实现超过 160:1 的 SNP 判别比。SWAT 方法通过确定 SNP 判别...
基于纳米猝灭剂的生物传感器已成为检测肿瘤标志物的有力工具，但如何高效构建与含富π电子碱基和荧光染料的核酸探针相匹配的π电子相互作用界面仍是挑战。本文通过纳米尺度聚合物杂化界面工程，制备了具有π电子耦合和超窄带隙（0.29 eV）的聚多巴胺/聚吡咯纳米片（PDA-PPy-NS）。首先通过氧化剂诱导吡咯在PDA纳米片上聚合制备PDA-P...
镧系蛋白 lanmodulin（LanM）是首个天然、选择性结合 f 元素的大分子螯合剂，可通过三个 EF hand 以皮摩尔亲和力结合镧系离子。本文利用敏化铽发光（sensitized terbium luminescence）研究该蛋白识别镧系的机制，并开发可直接用于环境样品的铽特异性生物传感器。通过在特定 EF hand 中定...
卵巢癌是女性生殖系统常见恶性肿瘤，癌抗原125（CA-125）是其重要血清生物标志物，但现有方法存在操作复杂、成本高或临床适用性不足等问题。本文报道一种新型光学纳米生物传感器，用于快速、敏感、微创地检测CA-125。该传感器由掺杂在溶胶-凝胶基质中的纳米金薄膜构成，纳米金表面包覆席夫碱配体，在340 nm激发下于423 nm处呈现中...
近期荧光指示剂与成像技术的进步推动了对活细胞复杂信号过程（如钙离子活动模式）的功能成像研究。星形胶质细胞是脑网络的重要调节者，具有高度复杂的形态和自发钙活动，但领域缺乏标准化方法来分析与解释钙活动记录，限制了全球比较。本文提出一种基于生物物理的解析概念，用于解析钙生物传感器荧光中复杂时空变化，以理解潜在信号机制。作者开发了基于像素的...
利用DNA折纸作为支架加速DNA杂交链反应（HCR）在动态DNA纳米技术中备受关注，但DNA折纸支架需要定制设计，限制实际应用。本文以磁性微球（MBs）为简单三维支架，构建半局域HCR和局域HCR系统，用于无酶检测miR-21。半局域系统由游离发夹DNA-2（H2）和固定有发夹DNA-1（H1b-FQ）的MBs组成；局域系统由共固定...
人体体液中含有大量可用于疾病诊断、预后、治疗监测和评估的生物标志物。基于无细胞蛋白合成（CFPS）的生物传感器可实现按需、居家、快速、低成本检测多种体液生物标志物，但现有CFPS传感器依赖商业核糖核酸酶抑制剂（RNase inhibitor, RI），其成本约占传感器总试剂成本的90%。本研究首次利用大肠杆菌裂解液CFPS系统生产小...
RNA分子因可折叠成复杂结构，适合作为细胞内传感器识别环境波动并通过调控相应基因作出响应。本研究建立了一种基于生物传感器的高通量筛选平台，用于从大量候选菌株中筛选色氨酸（Trp）高产菌株。该平台由色氨酸特异性适配体/核糖开关生物传感器与荧光激活液滴分选（FADS）技术组成：当细胞内Trp浓度升高时，适配体结构变化暴露核糖体结合位点，...
本文基于结合诱导DNA链置换（BINSD）原理，设计了一种由DNAzyme驱动、以磁珠为信号转换平台的纳米机器生物传感器，用于多种疾病生物标志物的检测。该系统利用互补碱基配对和亲和配体特异性识别，将不同生物标志物的识别事件转换为预设计输出核酸链（SA-DNA）的释放；SA-DNA进一步激活下游DNA纳米机器，产生放大荧光信号。作者分...
L-肉碱是由 L-赖氨酸和 S-腺苷-L-甲硫氨酸衍生、参与真核生物长链脂肪酸转运的活性化合物，广泛用于医药、食品和饲料工业。原核生物中尚未发现天然 L-肉碱生物合成途径，真核微生物生产因培养复杂、滴度低而缺乏经济性。本研究对大肠杆菌进行代谢工程改造，以 L-肉碱生产为目标。作者鉴定并功能表达来自粗糙脉孢菌（Neurospora c...