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 ...
过氧化氢（H2O2）作为第二信使，通过线粒体内高度区室化的产生传递代谢应激信号。活性氧（ROS）在线粒体区室与细胞质之间生成和扩散的动态决定氧化应激反应与病理过程，但机制仍不清楚。本研究将 H2O2 生物传感器 HyPer7 与靶向多个线粒体微区室的 ROS 生成蛋白 KillerRed（KR）光遗传刺激相结合，实现单线粒体 H2O...
本研究旨在开发并测试一种用于检测伊拉克献血者血样中放射性氡气和铅离子的生物传感器。该传感器由适配体、醋酸、孔雀石绿和TRIS-HAC组成，结果用荧光分光光度计测量。研究发现血中222Rn在不同个体间存在差异，男性和吸烟者水平较高，最高浓度出现在一名男性癌症患者中。用于检测血中222Rn的传感器有效、灵敏且成本低，检测水平在WHO限值...
与理性代谢工程不同，经典菌株开发长期依赖随机诱变与表型筛选。随着基于生物传感器的荧光激活细胞分选（FACS）策略发展，这类高通量单细胞筛选重新受到重视。本研究将该技术与比较基因组分析结合，用于在谷氨酸棒杆菌 L-组氨酸生产菌株中鉴定促进产物形成的新突变。由于该菌株中已知 L-组氨酸合成相关遗传靶点已被理性改造，新有益突变可能不直观地...
本研究构建了一种高通量基于细胞的监测平台，用于快速测定未知水样的特异性毒性，其核心是基于适配体修饰金纳米颗粒（AuNPs@aptamer）的荧光生物检测。该平台利用适配体捕获毒性指示物，并通过 DNA 杂交链式反应（HCR）诱导 DNA 功能化金纳米颗粒自组装实现信号放大，从而灵敏测定目标化合物引起的亚致死效应。所合成 DNA 纳米...
哺乳动物先天免疫系统利用环GMP-AMP合成酶（cGAS）合成环状二核苷酸2′,3′-cGAMP，通过激活STING受体启动抗病毒和抗肿瘤炎症信号。细菌也编码cGAS/DncV样核苷酸转移酶（CD-NTases），可产生核苷酸第二信使以启动抗噬菌体信号，但此前未见其产生2′,3′-cGAMP的报道。本研究发现细菌CD-NTases可...
金属离子在生物体和材料中广泛存在，过量摄入可危害健康并污染环境，因此需要高灵敏、高选择性的金属离子监测分子。DNA 可形成多种结构，并可用于传感器和材料。富含鸟嘌呤的序列可响应金属离子形成 G-四链体和 G-线，因此可用于金属离子检测。本研究利用基于 G-四链体设计的离子响应 DNA 适配体（IRDAptamer）文库筛选可诱发神经...
中枢神经系统炎症可损害神经元线粒体功能，并参与多发性硬化（MS）等神经炎症疾病中的轴突退变。本研究将细胞类型特异性线粒体蛋白质组学与体内生物传感器成像相结合，解析炎症如何改变神经元线粒体的分子组成与功能能力。作者利用转基因小鼠和重组腺相关病毒表达 PercevalHR、ATeam 等荧光传感器，在实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）小...
蛋白–碳水化合物相互作用在生物学中发挥多种关键功能，微阵列已成为高通量评估其选择性、敏感性和识别范围的首选工具。在糖组学微阵列分析中，从众多糖配体中精确识别靶糖配体是评价糖靶向探针的核心。自微阵列用于高通量糖谱分析以来，不同平台在表面化学、连接臂、配体呈现、打印技术和检测流程等方面存在差异，导致跨平台结果不一致。本文系统考察打印参数...
霍乱弧菌（Vibrio cholerae, Vc）是霍乱的病原菌，其污染水和海产品会引发严重食品安全问题，尤其影响海产品行业。本文旨在建立 Vc 的快速检测方法。作者使用未修饰 DNA 文库，通过九轮体外选择（SELEX）筛选出可特异性识别 Vc 的 DNAzyme，并基于荧光检测和凝胶电泳评估其活性。最终获得活性与特异性均较好的 ...
受体酪氨酸激酶（RTK）是多细胞动物中重要的信号枢纽，参与细胞增殖、迁移和分化。然而，目前缺乏在单个活细胞中定量测量特定 RTK 活性的工具。本文提出 pYtag，一种模块化活细胞显微成像方法，用于监测用户指定 RTK 的活性。pYtag 由经酪氨酸激活基序修饰的 RTK 组成；该基序被磷酸化后，可高特异性招募荧光标记的串联 SH2...
墨西哥的流行病学转变使公共卫生范式发生变化，发病率以感染性疾病为主，死亡率则源于慢性退行性疾病；呼吸道感染、腹泻和尿路感染是该国最重要的三类感染性疾病。本研究旨在构建一种能够及时监测环境中健康风险的工具，并证明其在不同疾病尤其是水相关疾病中的应用。作者分析了尤卡坦州五个高游客流量天坑的水样，开发了一种用于快速、准确检测病毒、细菌、真...
细胞外调节蛋白激酶（ERK）信号通路在细胞生长、增殖和分化中起关键作用。ERK 信号具有动态性，涉及磷酸化/去磷酸化、核质穿梭以及胞质和核内多种蛋白底物的相互作用。利用遗传编码 ERK 生物传感器进行活细胞荧光显微镜观察，有望在单细胞水平推断这些动力学。本研究在相同的细胞刺激条件下，监测了四种常用转位型和 Förster 共振能量转...
选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）是治疗重性抑郁障碍最常用的药物，但其与5-羟色胺转运体（SERT）结合前后在活细胞内的亚细胞药代动力学仍不清楚。本研究开发了靶向质膜、胞质和内质网（ER）的新型强度型药物感知荧光报告蛋白 iDrugSnFRs（iEscSnFR 和 iFluoxSnFR），用于在培养神经元和哺乳动物细胞中实时...
揭示DNA双链断裂（DSBs）的时空动态对理解DNA损伤与修复至关重要。传统方法依赖γH2AX和DNA损伤应答（DDR）因子，通过抗体免疫染色、Western blot、ELISA等生化检测，但难以在活细胞中实时、可靠地可视化和定量DSB活性。本文开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的新型DNA双链断裂生物传感器（DSBS），...
准确、简便、高效测定单链 DNA（ssDNA）浓度对 DNA 吸附、生物传感器设计和疾病诊断等分析应用很重要，但仍具挑战。本文研究基于阳离子共轭聚合物（CCP）的 ssDNA 检测方法，利用 CCP 结合 ssDNA 后明显荧光变化。聚[3-(3′-N,N,N-三乙氨基-1′-丙氧基)-4-甲基-2,5-噻吩盐酸盐]（PMNT）对 ...