Modular Input-Output Biosensor Design Using
基于蛋白的生物传感器相比传统分析方法具有独特优势，可在最少样品制备下实时检测目标分析物。然而，将分子识别高效耦合到可靠输出信号仍是生物传感器设计的关键挑战。本文提出利用从头设计蛋白开关平台 LOCKR 的即插即用策略，可将结合事件直接转导为定义明确的信号输出。LOCKR 架构支持模块化重构：识别域可替换以检测所需分析物，报告模块可互...
Expanded applications of bioluminescence microscopy with phasor analysis.
生物发光可用于体外和体内监测生物过程，但多种生物发光报告子发射谱重叠，同时检测困难。作者此前发展了生物发光相位分析，用于分辨光谱相近探针。本研究进一步表征多种常用荧光素酶报告子的相位输出，并将该方法扩展到组织等复杂环境中的多重混合分辨。作者将生物发光相位分析应用于多维模型中的成像生物传感器，发现生物发光输出的细微变化可被清晰分辨，使...
Enzyme Fragment Complementation Driven by Nucleic Acid Hybridization.
本文设计并验证了一种基于核酸杂交驱动蛋白片段互补的增益型生物传感器，用于检测核酸-核酸相互作用。该体系将NanoBiT发光酶的大片段LrgBiT和小片段SmBiT的C端通过酯键连接到甾醇修饰寡脱氧核苷酸（steramer）上，并利用果蝇hedgehog自加工结构域DHhC作为自切割催化元件完成生物偶联。当存在含有相邻互补序列的单链D...
Super-Stable Metal-Organic Framework (MOF)/Luciferase Paper-Sensing Platform for Rapid ATP Detection.
腺苷三磷酸（ATP）检测长期用于评估不同场所和工作环境中的微生物污染。现有商业化试剂盒多依赖荧光素酶–荧光素体系，但需在+4 ℃或−20 ℃冷链条件下储存和运输，限制了其在偏远地区或低资源场景中的应用。为此，作者开发了一种用于ATP监测的生物发光纸基生物传感器，将新型荧光素酶突变体BgLuc与金属–有机框架沸石咪唑酯骨架材料-8（Z...
Label-Free and Bioluminescence-Based Nano-Biosensor for ATP Detection.
本文报道了一种无标记、基于生物发光的纳米生物传感器，用于检测腺苷三磷酸（ATP）。由于ATP浓度可反映活细胞数量，开发低成本、易操作的ATP传感器具有重要意义。作者研究了柠檬酸包覆的金纳米粒子（AuNPs）、银纳米粒子（AgNPs）、金银核壳纳米粒子、金纳米棒（GNRs）以及牛血清白蛋白-金纳米簇（BSA-AuNCs）与萤火虫荧光素...
Development of a biosensor based on a new marine luciferase fused to an affibody to assess Her2 expression in living cells.
肿瘤病理新诊断工具的开发有助于优化癌症患者的个体化治疗。功能光学成像能够非侵入地识别肿瘤病理生理特征。虽然荧光重组affibody和纳米抗体已用于检测肿瘤细胞膜蛋白，但生物发光分子因高灵敏度而日益受到重视。本文表征了来自Metridia lucens桡足虫的新型荧光素酶MlLuc，并开发了新型生物发光重组affibody MlLuc...
Software for Matching Standard Activity Enzyme Biosensors for Soil Pollution Analysis.
针对复杂土壤样品酶生物测定结果解释困难的问题，本文开发了一种用于土壤污染分析的酶生物传感器专用软件。软件基于JavaScript语言，可存储、分析和可视化实验数据，并采用欧氏距离算法在51个非商业标准土壤样品数据库中匹配与待测样品最接近的标准样品。数据库包含各标准土壤的腐殖质含量、pH、黏粒与砂粒粒径分布、250 nm吸光度，以及其...
Development of a novel homogeneous immunoassay using the engineered luminescent enzyme NanoLuc for the quantification of the mycotoxin fumonisin B1.
与传统异相检测相比，均相免疫检测因操作简便而更具优势。本研究基于工程化发光蛋白NanoLuc两个亚基的结合，开发了一种用于检测伏马毒素B1（FB1）的均相发光免疫检测方法（FNanoBiT assay）。将抗伏马毒素抗体偶联至NanoLuc大亚基LgBiT，形成FLgBiT；将FB1偶联至小亚基SmBiT，形成FSmBiT。在竞争免...
The PINK1 kinase-driven ubiquitin ligase Parkin promotes mitochondrial protein import through the presequence pathway in living cells.
线粒体中超过一千种蛋白大多由核基因编码，需从胞质导入。由于缺乏在活细胞中评估该过程的工具，胞质事件如何调控线粒体蛋白导入仍不清楚。作者构建了一种可诱导、基于生物发光定量读出的分子生物传感器，用于监测主要的前序列介导线粒体蛋白导入通路。该探针由可切除的线粒体靶向信号、RGFP、RLuc及条件性不稳定域组成，只有在线粒体基质中切除靶向信...
A universal DNAzyme-based bioluminescent sensor for label-free detection of biomolecules.
本文首次报道了一种基于DNA酶的通用生物发光传感器，用于无标记检测多种生物分子，包括10-23 RNA切割DNA酶和目标DNA。DNA酶可诱导含核糖腺苷（rA）底物的循环切割，随后外切酶III（Exo III）消化切割产物并释放大量AMP，启动AMP焦磷酸化-ATP去焦磷酸化循环，从而产生增强的生物发光信号。该传感器可实时监测DNA...
An enhanced bioluminescence-based Annexin V probe for apoptosis detection in vitro and in vivo.
凋亡是维持组织稳态和多种疾病发生发展中的关键过程，选择性检测凋亡细胞具有重要研究价值。本研究开发了一种基于生物发光的 Annexin V 凋亡检测生物传感器，将 Annexin V 对凋亡细胞表面磷脂酰丝氨酸（PS）的靶向识别能力与血清稳定突变体 Renilla 荧光素酶 RLuc8 的高灵敏生物发光信号相结合。作者构建了 Anne...
A Highly Sensitive Biosensor for ATP Using a Chimeric Firefly Luciferase.
萤火虫荧光素酶能够在高度特异的、依赖ATP的生化过程中发射可见光，因此既可用于检测这些酶本身，也可利用这些蛋白来测定ATP水平。基于对融合荧光素酶的研究，作者工程化构建了一种新型荧光素酶PLG2。与常用的Photinus pyralis荧光素酶相比，PLG2具有更高的比活性，以及更好的热稳定性和pH稳定性。本文提供了制备一种含有PL...
An enhanced chimeric firefly luciferase-inspired enzyme for ATP detection and bioluminescence reporter and imaging applications.
萤火虫荧光素酶通过高度特异的ATP依赖过程发射可见光，已广泛用于基因报告、全细胞生物传感器测量和活体成像。作者此前报道了一种嵌合酶，其N端来自Photinus pyralis荧光素酶，C端来自Luciola italica荧光素酶，具有约2倍增强活性和1.4倍更高生物发光量子产率。随后作者鉴定出5个基于L. italica的氨基酸改...
Aequorin luminescence-based functional calcium assay for heterotrimeric G-proteins in Arabidopsis.
异源三聚体 GTP 结合蛋白（G 蛋白）及其受体是真核生物信号转导的关键组分。在植物中，G 蛋白参与种子萌发、花粉萌发、气孔关闭和微生物激发子响应等过程，其中部分效应通过细胞质游离钙离子浓度（[Ca2+]cyt）变化实现。目前测量 [Ca2+]cyt 的方法包括钙敏感微电极、化学荧光染料以及基于发光或荧光指示剂的生物传感器。本章介绍...
A novel luminescent biosensor for rapid monitoring of IP3 by split-luciferase complementary assay.
肌醇1,4,5-三磷酸（IP3）是调控多种生理信号过程的关键第二信使，其含量异常与多种疾病相关，因此需要快速、灵敏且可高通量监测IP3动态变化的方法。本文报道了一种基于分裂荧光素酶互补策略的新型发光生物传感器，用于直接检测IP3。该传感器将人源IP3受体2型（IP3R2）的IP3结合核心域（IBC）融合于萤火虫荧光素酶（FLuc）两...
Bioluminescence technologies to detect calicivirus protease activity in cell-free system and in infected cells.
猫杯状病毒（FCV）是重要兽医病原体，可引起猫呼吸道疾病，并因细胞培养良好而常作为不可培养杯状病毒模型。本研究建立无细胞和两种细胞培养生物传感器体系，检测 FCV 蛋白酶活性。体系分别基于荧光素酶传感器（GloSensor）和第二代生物发光共振能量转移（BRET2）。GloSensor 在重排萤火虫荧光素酶中插入 FCV 蛋白酶切割...
Red-emitting luciferases for bioluminescence reporter and imaging applications.
北美萤火虫 Photinus pyralis 荧光素酶（Luc）发射黄绿光（557 nm），已广泛用于基因报告检测、全细胞生物传感器测量和活体成像。具有红移生物发光且比活性较高的荧光素酶变体可与绿色发光酶配对用于双颜色报告检测，也可单独用于活体成像。本研究以先前报道的红色发光热稳定突变体为模板，通过定点突变技术构建两种发射峰更红、同...
Rapid sublethal toxicity assessment using bioluminescent Caenorhabditis elegans, a novel whole-animal metabolic biosensor.
亚致死代谢效应是重要的毒理学终点。本研究采用表达萤火虫荧光素酶的转基因秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）生物发光作为快速、定量的代谢终点，评估氧化应激剂和环境污染物镉（以氯化镉形式提供）在亚致死慢性暴露（19 h）下的效应。在0–30 μM Cd测试范围内，线虫生物发光呈浓度依赖性下降，其灵敏度与分别经67...
Development of an online biosensor for in situ monitoring of chlorine dioxide gas disinfection efficacy.
本研究设计并构建了一种基于生物发光的原型生物传感器，用于在不同处理条件下在线评估二氧化氯（ClO2）气体的抗菌消毒效力。该传感器由发光报告菌荧光假单胞菌 Pseudomonas fluorescens 5RL、光电倍增管（PMT）光学换能器以及容纳报告菌和换能器的光密腔体组成。重组 P. fluorescens 5RL 携带 lux...