咖啡因、茶碱及其他甲基黄嘌呤具有多种生物活性，且在全球范围内被大量摄入，引发健康与环境关注。金纳米颗粒（AuNPs）具有优异光学性质，适用于生物传感器开发，但这些黄嘌呤衍生物在 AuNPs 表面的吸附研究较少。本研究系统考察了咖啡因、茶碱、可可碱、黄嘌呤、副黄嘌呤等化合物与 AuNPs 的相互作用。结果表明，咖啡因、茶碱和可可碱的吸...
由于 L-寡核苷酸具有内在核酸酶抗性，其在分子工具与传感器开发中应用日益增加，但长链 L-寡核苷酸的合成仍具挑战，可能限制未来应用。本文报道了一种简便且通用的策略，利用 T4 RNA 连接酶 1 将两个或多个较短片段组装为长链 L-RNA。作者设计了在 5′ 和 3′ 末端含有 D-核糖核苷酸的 L-RNA 供体与受体片段，通过 T...
生物传感器可用于代谢物、药物和污染物等小分子的定量检测，荧光技术因易于与适配体结合而被广泛采用。亮灯适配体是一类寡核苷酸，能与孔雀石绿（MG）等荧光原配体特异性结合并诱导荧光发射。作者设计了一种用于检测茶碱（theophylline, Th）的双适配体开关传感器，将 MG 特异性发夹适配体和 Th 特异性发夹适配体分别改造为 mal...
本文报道了一种基于聚吡咯（Ppy）与胆固醇（Ch）片层纳米复合物的无酶电化学茶碱（Theophylline, TP）检测方法。茶碱是临床常用支气管扩张剂，治疗窗窄，过量可致心律失常、恶心和惊厥，因此需要快速、灵敏的监测手段。作者以玻璃碳电极为基底，将Ppy纳米球与Ch片层通过静电作用和氢键组装成复合修饰层。Ppy共轭结构提供导电通道...
窄治疗指数（NTI）药物在有效剂量与易引发不良反应的剂量之间窗口很小，其血药浓度的微小变化即可导致药效不足或毒性反应，因此精确检测 NTI 药物对临床治疗药物监测至关重要。由于药代动力学受药物基因组学因素、仿制药与品牌药差异等影响，NTI 药物的准确定量更加重要。常规分析方法常存在耗时、昂贵、操作复杂、灵敏度和选择性不足等缺点，而新...
生物传感器是能够检测并报告目标分子存在的生物分子。核酸因其结构可塑性强、可与多种配体特异性结合，并在识别后发生结构重排以触发报告事件，而成为设计此类分子的理想材料。典型生物传感器由传感域、报告域以及负责在分子内传递传感事件的通讯模块三部分组成；通讯模块是传感器的关键元件，通常依赖试错法经验性开发，且往往只测试少量组合。本文提出一种结...
理解 DNA-药物相互作用机制对药物设计、发现与制剂开发具有重要意义。已有 FTIR 和 UV-Vis 研究证明茶碱、可可碱和咖啡因等甲基黄嘌呤衍生物可通过氢键与牛胸腺 DNA 和 RNA 有效结合，但尚无相应电化学研究。本文以磷酸盐缓冲水介质为体系，采用 DNA 基电化学生物传感器和溶液相生物传感方法，研究低分子量鲑鱼精双链 DN...
茶碱是治疗哮喘、支气管炎和肺气肿等疾病的常用支气管扩张剂，但血清浓度超过一定水平时具有毒性，因此需要严格监测。本文报道了一种基于RNA适配体识别和金纳米粒子（AuNP）放大技术的电化学适配体传感器，用于茶碱检测。作者将茶碱特异性RNA适配体拆分为两条单链RNA探针：RNA探针a与DNA四面体杂交后固定于金电极表面；RNA探针b通过5...
本文报道了一种新型无标记电化学茶碱检测方法。作者将含无碱基（AP）位点且与胞嘧啶相对的双链DNA通过5′端巯基自组装固定于金电极表面，并用巯基己醇封闭裸露金面。当样品中无茶碱时，银离子可结合到AP位点/相对胞嘧啶处，并在循环伏安中发生氧化还原反应，产生较高氧化峰电流；当茶碱存在时，其通过伪碱基配对与AP位点结合，竞争性阻止银离子进入...
RNA 是具有多种功能的生物大分子，可衍生出大量具有优异结合亲和力与特异性的 RNA 适配体，是生物传感器开发的理想识别元件。然而 RNA 易发生自发水解和核酸酶降解，导致 RNA 适配体传感器易产生假阳性信号。本文提出一种利用内部质量控制元件区分目标结合与假阳性信号的 RNA 适配体生物传感器设计策略。所选 RNA 适配体序列被扩...
本文报道了一种基于RNA适配体识别与金纳米粒子信号放大的石英晶体微天平（QCM）茶碱生物传感器。首先，将设计的小单链RNA探针RNA1通过硫醇连接臂自组装固定于QCM金电极表面；随后，互补链RNA2在茶碱存在下与RNA1发生杂交，形成具有茶碱识别单元的双链RNA复合物，使晶体表面质量增加并引起QCM频率变化，从而获得与茶碱浓度相关的...
结构转换荧光信号DNA和RNA适配体已被报道为生物传感器开发中高度通用的分子识别元件。虽然结构转换DNA适配体已用于固相传感，但等效RNA适配体由于化学稳定性差且易受核酸酶攻击，尚未成功用于固相传感器。本研究考察将结构转换荧光信号RNA适配体报告分子包埋到溶胶-凝胶衍生有机无机复合材料中，作为固相固定化平台，并以合成茶碱结合和天然焦...
本研究采用层状自组装（LbL）方法，在活大肠杆菌细胞表面构建紫外（UV）保护涂层。以阳离子聚合物聚烯丙胺（PAH）和三种具有不同紫外吸收特性的阴离子聚合物——聚硫酸乙烯酯（PVS）、聚(4-苯乙烯磺酸)（PSS）和腐殖酸（HA）——交替沉积，包裹携带两种绿色荧光蛋白（GFP）表达系统的大肠杆菌：组成型表达可被紫外激发的 GFP（GF...
在具有强基质效应的样品中，常规分析技术难以准确定量分析物。超声能够穿透光学或电化学方法难以测量的样品，但通常提供的化学信息有限；新型超声造影剂则可依据浓度在样品中产生高度局域化的对比。本文提出一种基于分子印迹水凝胶聚合物的通用智能生物传感器构建方法：水凝胶在聚合前与目标分析物自组装形成分子印迹结合位点，识别并结合目标分子后，其物理性...
本研究将分子印迹聚合物（MIP）接枝到引发转移终止剂（iniferter）修饰的碳纳米管（CNT）表面。首先利用吐温20（Tween 20）通过疏水作用吸附于多壁碳纳米管侧壁，引入羟基；随后用3-氯丙基三甲氧基硅烷进行硅烷化，引入氯丙基；再与N,N-二乙基二硫代氨基甲酸钠反应，在CNT表面形成光活性iniferter基团。以茶碱为模...
现代细胞功能分析工具旨在对某一类生物分子的所有成员进行定量测量。在各类分析物中，核酸的测量通常最易实现，既可针对单个分析物，也可并行检测，因此人们希望利用核酸生物传感器来测量其他细胞分子。在众多核酸生物传感器策略中，结构转换适配体（SSA）能够将目标分子识别与信号读出耦合，具有独特优势，但决定其信号保真度的关键参数仍缺乏系统表征。本...
本文报道了一种新型无标记、基于 aptazyme 的生物传感器。该传感器将茶碱依赖 aptazyme 连接到琥珀密码子抑制 tRNA^SerU CUA 的 5′端，形成 aptazyme–suppressor tRNA 共轭物（AST），并与含 UAG 琥珀密码子的突变荧光素酶报告基因（S60UAG）共同置于无 RF1 的原核无细胞...
茶碱是治疗哮喘的常用支气管扩张剂，有效血浆浓度窗口窄（20–100 µM），高浓度可致毒性。现有气/液相色谱和免疫分析常受结构相近的咖啡因和可可碱干扰。本文首次报道一种基于 RNA 适配体的无标记电化学传感器用于检测茶碱。该传感器以 33 nt RNA 适配体为识别元件，5′-C6-disulfide 端通过硫醇化学固定于金电极，3...