细菌病原体及其毒素的快速、特异检测仍具分析挑战，每年导致逾6亿例疾病并加剧抗菌药物耐药。传统方法有用但有限。单域抗体（sdAbs）作为替代识别元件，具有独特生化与工程优势，可构建纳米抗体免疫分析和生物传感平台，在食品和临床环境中快速、高选择、可靠检测细菌病原体与毒素。本系统综述评估纳米抗体免疫分析与传感格式在食品和临床样本中检测细菌...
本文报道了一种可动态、按需检测目标分子的生物传感系统，面向生物制造、临床诊断和环境监测。纳米抗体能够识别细菌、蛋白质和小分子等目标，但传统平台多为静态结构，结合位点持续暴露，难以在动态环境中进行时空控制。作者提出一种自适应按需纳米抗体传感平台，利用电响应寡肽门控抗原结合位点，使其在 OFF（屏蔽）和 ON（暴露）状态之间切换。施加电...
针对SARS-CoV-2持续病毒储库（PVR）和长新冠/潜伏感染，刺突S1蛋白被认为是早期检测的关键生物标志物。本文报道了一种新型三明治格式电化学发光（ECL）免疫传感器，用于快速、灵敏地检测S1蛋白。该平台以金丝网印刷电极（AuSPE）为基底，经链霉亲和素-硫醇（strep）修饰后定向固定生物素化一价纳米抗体Nb1；牛血清白蛋白（...
淬灭抗体（quenchbody）是标记荧光团的抗体，其荧光强度在结合抗原后增强，在生物传感器开发中具有重要前景。基于纳米抗体的淬灭抗体因体积小、表达容易、稳定性高、可快速进化且易于蛋白工程而尤为吸引人。然而，现有用于蛋白质检测的设计动态范围有限，荧光增强通常仅为1.1–1.4倍。本研究鉴定了纳米抗体互补决定区（CDR）中决定淬灭抗体...
结合激活型光学传感器在成像、诊断和生物分子传感中具有重要价值，但传统生物传感器发现依赖理性设计、筛选和表征，流程缓慢。本文报道一种基于遗传编码荧光生成氨基酸（FgAAs）的平台，用于加速生物传感器发现并实现纳米传感器定向进化。该平台在半合成知识驱动策略基础上，构建约15 kDa的蛋白纳米传感器，可识别特定蛋白、肽和小分子，结合靶标后...
传统实验室蛋白检测方法依赖昂贵设备和复杂流程，不适合即时检测（POC）；现有POC方法开发周期长且难以快速重构。本文提出一种模块化无细胞蛋白生物传感平台TLISA（T7 RNA聚合酶连接免疫传感检测）。该平台将分裂T7 RNA聚合酶片段与蛋白亲和域融合，目标抗原同时结合两个亲和域后驱动聚合酶片段重组，从而激活报告基因表达。作者以eG...
二维材料在生物传感领域具有广阔前景，尤其是作为场效应晶体管（FET）中的传感通道。石墨烯是最常用且最具商业化潜力的二维材料之一，但将其用于生物传感仍需解决工作条件、灵敏度、选择性、可报告性和经济可行性等关键问题。基于石墨烯的场效应晶体管（gFET）通过生物受体-分析物结合事件引起石墨烯掺杂和/或静电门控效应，从而调制晶体管电学特性；...
由 SARS-CoV-2 引起的 COVID-19 是近三年来对人类健康最大的全球威胁。目前最广泛使用的 COVID-19 诊断方法是实时荧光定量逆转录 PCR（RT-qPCR）和快速抗原检测（RAT）。PCR 耗时长且需要专业仪器和熟练人员；RAT 可用于家庭或即时检测，但灵敏度较低，假阴性率较高。本文报道了一种可抛弃、基于激光刻...
猴痘（Mpox）病毒疫情对全球公共卫生安全构成重大风险。A35R 是细胞外被病毒（EEV）的关键组成蛋白，在病毒传播中发挥重要作用，也是疫苗开发和血清学检测的重要靶标。目前针对 A35R 的纳米抗体研究较少。本研究从天然噬菌体展示库中筛选特异性结合 Mpox A35R 的纳米抗体，为 Mpox 疫苗和诊断试剂开发提供候选抗体。研究经...
生物传感器设计的一大挑战是开发可灵活适配目标、基于单分子荧光蛋白的平台。本文构建了一组可适配的开启式成熟（ATOM）荧光生物传感器，将循环置换的单域蛋白（monobody, MB）或纳米抗体（nanobody, NB）插入荧光蛋白（FP）的三个表面环之一。作者利用识别 hRAS、c-Abl SH2 结构域和 WDR5 的 MB，以及...
阿尔茨海默病（AD）与tau蛋白在脑内聚集相关，但抗体治疗疗效有限。传统动物来源抗体常存在靶点结合弱、产量低和脑递送差等问题。本研究提出一种结构导向的抗体设计方法，将已确定的纤维帽状淀粉样抑制序列移植到骆驼重链抗体片段（纳米抗体）的CDR3区，使其能够结合tau纤维末端并阻止纤维延长。第一代纳米抗体（VDW、W3、WIW）在接种AD...
蛋白-蛋白相互作用（PPI）是细胞信号网络的基础。由于PPI高度动态，细胞检测常能更真实地反映生物学环境，但不同PPI检测之间可能出现不一致，部分原因在于将荧光蛋白或酶等大功能模块融合到目标蛋白上，会扰动其稳定性、亚细胞定位和相互作用。表位标签体积较小，扰动较低，但通常缺乏体内可追踪性和功能。本文开发了结合V5标签的细胞内纳米抗体N...
经含病毒气溶胶的空气传播是包括严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）在内的呼吸道疾病主要传播途径。直接、无创筛查患者呼吸病毒气溶胶长期是技术挑战。本文介绍一种即时检测平台，可直接检测患者最少两次呼出气中的SARS-CoV-2气溶胶，并在60秒内给出结果。该平台集成了一个手持式呼气气溶胶采集器和一个结合羊驼来源、SARS...
准确有效检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）对防控传染病和保障人类健康至关重要。本文开发了一种纳米抗体展示全细胞生物传感器，用于比色检测SARS-CoV-2刺突蛋白。通过基因工程改造酿酒酵母表面，展示来源于羊驼的单域抗体（纳米抗体），使其具有高捕获效率，从而实现SARS-CoV-2的浓缩与纯化。金纳米颗粒（AuN...
实时监测空气中 SARS-CoV-2 病毒仍是技术空白。离线空气采样需先采集再送检，耗时长且依赖专业人员。本文提出一种病原空气质量（pAQ）监测仪概念验证系统，用于以 5 分钟时间分辨率直接实时检测 SARS-CoV-2 气溶胶。该系统将高流量（约 1000 L/min）湿式旋风空气采样器与基于纳米抗体的超灵敏微免疫电极生物传感器协...
核纤层蛋白是细胞核的重要结构元件，被认为既能保护DNA免受过度机械力，又能将机械力传递至DNA。然而，目前尚缺乏在蛋白水平直接测量核纤层蛋白机械力的技术。为克服这一限制，作者开发了一种基于纳米抗体的分子间张力FRET生物传感器，用于测量lamin丝状结构的机械应变。利用该传感器，作者发现核纤层承受显著机械力，且这些力依赖于核体积、肌...
非洲猪瘟（ASF）是猪最致命和破坏性最强的疾病之一，目前仍无有效疫苗或抗病毒治疗。源自骆驼重链抗体的纳米抗体（Nbs）在诊断中可作为稳健的生物传感器。本研究构建了针对非洲猪瘟病毒（ASFV）蛋白的高质量噬菌体展示文库，并通过噬菌体展示技术初步鉴定出19个特异性结合ASFV p30的纳米抗体。经评价后，Nb17和Nb30被用作免疫传感...
为监测食品中对硫磷农药残留，本文构建了一种基于交联聚乙烯醇/柠檬酸静电纺丝纳米纤维膜（PVA/CA NFM）和辣根过氧化物酶标记抗对硫磷纳米抗体的电化学生物传感器。首先制备并表征了具有超高比表面积和均匀形貌的交联 PVA/CA NFM；随后组装免疫传感器并评价其分析性能。该传感器对对硫磷具有高特异性和高灵敏度，线性范围为 0.01–...
单域抗体片段（VHH，又称纳米抗体）因分子量小、可进入隐蔽表位，在药物研发和细胞内过程研究中具有独特优势。已有细胞内VHH主要靶向胞质蛋白或转录因子，而靶向膜蛋白、尤其是G蛋白偶联受体（GPCR）的VHH较少。GPCR参与多种生理反应，是重要治疗靶点，但其构象复杂性长期阻碍药理学与结构解析。2010年代初以来，细胞内VHH被用于稳定...
非洲猪瘟病毒（ASFV）是一种大型复杂DNA病毒，其主要衣壳蛋白p72构成病毒最外层二十面体衣壳。本研究通过噬菌体展示技术从骆驼免疫VHH库中筛选抗ASFV p72蛋白的纳米抗体。根据互补决定区（CDR）序列，共鉴定出9个不同纳米抗体，并含有框架区2（FR2）典型氨基酸替换。其中6个在大肠杆菌中成功表达，并评估其对p72的特异性和亲...