丛枝菌根（AM）真菌与植物形成共生关系，影响植物磷酸盐（Pi）吸收途径、代谢和根细胞生理。尽管 Pi 作用重要，其在菌根根中的分布与响应动态仍缺乏实时细胞水平监测。传统 Pi 测定方法难以实现活体单细胞动态成像。随着共聚焦显微镜定量成像和遗传编码荧光传感器的发展，细胞内 Pi 浓度实时成像成为可能。其中，基于荧光共振能量转移（FRE...
硝酸盐（NO3-）是植物和动物必需的氮源，但不同根细胞类型及细胞器中氮形态的分布仍不清楚。传统体外生化与代谢物分析难以区分细胞类型和区室。本文报道一种核定位、遗传编码的荧光生物传感器 nlsNitraMeter3.0，用于在拟南芥中定量可视化硝酸盐浓度与分布。该传感器基于 Förster 共振能量转移（FRET）原理，由硝酸盐结合蛋...
多结构域蛋白可基于结构域协同相互作用和变构调节实现复杂功能。本研究探索将多结构域蛋白作为 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器的基础，以蛋白二硫键异构酶（PDI）为代表。PDI 是研究充分的多结构域蛋白，其氧化还原依赖构象变化可暴露跨越 b' 和 a' 结构域的疏水表面，该表面是底物主要结合位点。利用 PDI 的动态结...
微小RNA（miRNA）在癌症发生发展中发挥重要作用，被视为早期预后评估的潜在生物标志物。本文提出一种新型生物传感系统，用于实现癌细胞内 microRNA21（miR21）的荧光成像。该系统由两部分组成：一是优化的“关-开”双链 DNA（dsDNA）荧光探针，通过高效的链置换反应检测 miR21；二是强效载体囊泡——非离子囊泡（SP...
microRNA-21是肿瘤早期预测和转移的重要生物标志物，其准确检测对肿瘤诊断与治疗具有重要意义。将RNA检测与化疗和光热治疗结合于同一复合材料具有研究价值。本文设计了一种基于金纳米棒（AuNRs）的多功能纳米复合体，利用microRNA触发药物释放和近红外光热效应，用于癌症治疗和microRNA-21检测。首先合成具有光热效应的...
细胞内三价铁离子（Fe3+）含量是决定人体健康的关键因素之一，开发简单有效的探针用于体内定量检测Fe3+对铁缺乏或铁过载相关疾病的早期诊断具有重要意义。本研究以厌氧菌具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）为单一碳源，通过水热碳化法制备了具有强荧光、高稳定性和优良生物相容性的碳点（Fn-CDs）。Fn-CDs可轻...
近年来，源自天然生物质的荧光碳点因优异的光学和化学性质受到广泛关注。本文提出一种以生物质废弃物为前驱体合成氮、硫、磷共掺杂荧光碳点（NSP-CDs）的方法。以青椒籽为原料，经一步水热法制备得到蓝光发射碳点；Fe3+离子可淬灭NSP-CDs的荧光，因此构建了基于NSP-CDs的荧光“关闭型”传感器用于检测Fe3+。进一步将NSP-CD...
本文通过一步水热法简便合成了新型比率发射型氮、硫双掺杂碳点（N,S-CDs），用于 pH 的视觉传感与细胞成像。该 N,S-CDs 具有内在 pH 敏感行为，并随 pH 变化呈现 563 nm 与 645 nm 双波长比率荧光发射（F563/F645）。当 pH 从 3.0 降至 1.0 时，645 nm 处发射显著红移并增强，56...
植物激素赤霉素（GA）是一类小分子可移动信号分子，在种子萌发、细胞伸长和发育转变中发挥关键作用。GPS1 是首个基于 Förster 共振能量转移（FRET）的生物传感器，可在活体植物细胞内监测 GA 水平。通过测量核定位 nlsGPS1 的荧光发射比，可在细胞尺度对内生和外源 GA 梯度进行时空映射。本方案描述了三种示例实验：稳态...
以葡萄糖、柠檬酸、甘油和壳聚糖等天然有机前驱体合成的碳点（CDs）因碳源丰富、可引入 N/S/P 等杂原子掺杂且生物相容性好而备受关注，但传统合成常使用有机溶剂，限制了其在生物医学中的推广。本文报道了一种以亚麻籽为天然前驱体的绿色水热法，合成高亮碳点。所得 CDs 粒径约 4–8 nm，量子产率为 14.2%，具有优良水溶性、光稳定...
本文建立了一种简便、经济且绿色的策略，首次以阿斯巴甜作为碳源和氮源，通过水热法制备绿色荧光氮掺杂碳纳米点（N-CDs）。所得 N-CDs 的绝对量子产率约为 31.91%，具有超高亮度、良好光稳定性和可忽略的细胞毒性。其优异光学性能主要来源于掺杂氮原子在碳骨架中稳健的组成与空间分布，并通过多种表征加以确认。该 N-CDs 对三价铁离...
铜是生物体内最重要的金属离子之一，在多种生化过程中发挥关键催化作用；体内铜(I)代谢失调具有强毒性，可导致威尔逊病和门克斯病等严重疾病，因此发展能够监测活体内铜(I)动态变化的方法具有重要价值。荧光蛋白基铜(I)传感器因可遗传编码和易读取而受到关注，但已有传感器多基于绿色或黄色荧光蛋白，存在光毒性、自荧光背景和组织穿透不足等问题。本...
本文开发了一种新型单光子和双光子荧光探针 CB1，用于以高选择性依次区分检测半胱氨酸（Cys）和同型半胱氨酸（Hcy）。Cys 与 Hcy 同 CB1 反应时呈现明显不同的时间依赖性荧光响应，因此可在不同时间窗口内分别检测两种分子。作者用两步反应和动力学模式解释传感机制：探针与 Cys/Hcy 发生环化/加成反应，生成不同杂环加合物...
本研究基于两亲性双嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸（PS-b-PAA）的自组装及 3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）壳层交联，制备了亲水性荧光杂化纳米探针 NDI@HNPs。该探针将疏水性 pH 响应荧光团 N,N'-二正十二烷基-2,6-双(4-甲基哌嗪-1-基)萘-1,4,5,8-四羧酸二酰亚胺（NDI）封装于胶束核中，用于...
肽-受体相互作用分析为理解细胞中蛋白质功能提供见解。本文报道使用氧化石墨烯（GO）和异硫氰酸荧光素（FITC）标记奥曲肽（FOC）开发荧光生物传感器，用于分析肽-受体相互作用。奥曲肽是具有生长抑素样生物活性且已临床应用的合成环肽。FOC对GO具有较高吸附亲和力，其结合导致FITC荧光被高效猝灭。值得注意的是，抗奥曲肽抗体（AOC）与...