本文报道了一种将CMOS嵌入式减材微流控与单光子雪崩二极管（SPAD）荧光寿命传感器集成的芯片级生物传感平台。微流道通过在标准TSMC 180 nm CMOS工艺的后端金属（BEOL）布线层中选择性湿法刻蚀形成，使分析物与SPAD活性区距离缩短至约7 μm，同时保持精确对准。该平台实现了两个独立流体通道下两个SPAD的并行读出，每个...
大肠杆菌（E. coli）检测常面临分析时间长、成本高及特异性不足等问题。现有电化学生物传感器虽成本低、易实施，但灵敏度和分析时间仍需提升。本文报道一种基于纸张的电化学生物传感器，利用磁性核壳 Fe2O3@CdSe/ZnS 量子点（MQDs）实现快速、低成本和高灵敏检测。以电化学阻抗谱（EIS）为检测手段，该传感器对 E. coli...
心肌细胞肌浆网（SR）经高活性静息2型兰尼碱受体（RyR2）发生Ca2+泄漏，可致心律失常。外源肽DPc10优先结合并促进病理泄漏态RyR2，钙调蛋白（CaM）结合则抑制泄漏，低CaM亲和力提示泄漏态。作者据此发展靶向RyR2的FRET生物传感器。本研究用供体标记FKBP12.6（D-FKBP）解析受体标记CaM（A-CaM）与Ry...
心肌细胞肌浆网（SR）通过静息高活性心脏兰尼碱受体2（RyR2）发生Ca2+泄漏，可致心律失常。外源肽DPc10可检测泄漏态RyR2，钙调蛋白（CaM）可抑制RyR2泄漏。据此，作者发展了靶向RyR2药物发现的FRET生物传感器。本文用FRET解析SR囊泡中DPc10与CaM结合RyR2的分子机制。以AF488标记FKBP12.6（...
α-突触核蛋白（aSyn）错误折叠与寡聚化是帕金森病等突触核蛋白病的关键病理事件，亟需能挽救相关细胞表型的小分子。本文在既往 aSyn 细胞荧光寿命（FLT）-Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器基础上，构建了可诱导表达的红移 mCyRFP1/mMaroon1（OFP/MFP）FRET 对 aSyn 生物传感器。该传感...
本研究利用基于荧光共振能量转移（FRET）的活细胞生物传感器，在稳健的高通量筛选（HTS）平台中鉴定能够改变心脏肌浆/内质网钙 ATP 酶（SERCA2a）结构与活性的小分子。研究主要目标是发现可改善 SERCA 功能的药物样小分子激活剂，用于心衰治疗。作者此前已建立基于人 SERCA2a 的分子内 FRET 生物传感器，并使用新型...
本研究利用基于荧光共振能量转移（FRET）的活细胞生物传感器，建立了稳健的高通量筛选（HTS）平台，用于发现能够改变心脏肌浆/内质网钙 ATP 酶（SERCA2a）结构与活性的小分子化合物。研究目标是筛选可改善 SERCA 功能、用于治疗心力衰竭的药物样小分子激活剂。作者此前已证明，基于人源 SERCA2a 的分子内 FRET 生物...
心力衰竭和心律失常的关键治疗靶点是肌浆网（SR）ryanodine受体2（RyR2）钙释放通道的病理性钙泄漏。作者此前通过监测RyR2与钙调蛋白（CaM）或生物传感器肽DPc10的结合，检测成人心肌细胞中病理性泄漏RyR2。本研究检验这些互补结合测量能否作为高通量筛选（HTS）方法，发现靶向泄漏RyR2的小分子。利用FRET，在模拟...
心肌肌球蛋白结合蛋白C（cMyBP-C）是肌节粗丝相关蛋白，也是治疗心衰收缩功能障碍的潜在靶点。通过小分子药物结合模拟磷酸化cMyBP-C的结构动态，可调节其构象状态并改善收缩功能。本研究开发了一种人源cMyBP-C生物传感器，用于检测磷酸化和突变引起的分子内结构变化。作者利用定点突变和时间分辨荧光共振能量转移（TR-FRET），在...
ryanodine receptor (RyR) 是肌浆网 Ca2+ 释放通道，其 N 端区域 (NTR) 调控兴奋-收缩耦联中的 Ca2+ 释放，并富含与骨骼肌 RyR1 和心肌 RyR2 肌病相关的突变。本研究在小鼠 RyR2 NTR 的 A、B、C 结构域引入 FRET 供体-受体对，构建 AC-NTR 和 BC-NTR 两种...
肌浆网钙ATP酶2a（SERCA2a）将心肌细胞胞质Ca2+泵入肌浆网，促进舒张期松弛；胞质Ca2+异常升高是心力衰竭的关键因素，增强SERCA2a活性具有治疗潜力。SERCA2a受磷酸兰尼碱（PLB）抑制，跨膜肽DWORF（dwarf open reading frame）被认为可通过置换PLB增强肌浆网Ca2+摄取和心肌收缩力。...
葡萄糖是生理和工业中最重要的物质之一。当前食品与生物技术实践强调其在线连续监测与调节，因而需要能够快速检测并纠正偏离目标葡萄糖浓度的系统。本文展示了一种由原位光纤葡萄糖传感器实现的反馈调节葡萄糖浓度方法。传感器敏感层由氧依赖性钌配合物和预固定葡萄糖氧化酶组成，二者均包埋于有机-无机聚合物ORMOCER中。将传感器置于5 L实验室生物...
本研究构建了一种拼接式荧光生物传感器，并结合双波长荧光寿命（FLT）检测，用于在活细胞中进行高通量筛选（HTS），以发现潜在的心力衰竭治疗药物。心力衰竭与肌浆网钙泵SERCA2a活性不足相关，常因受磷蛋白PLB对其过度抑制所致。作者旨在发现能够破坏PLB与SERCA2a抑制性相互作用、从而恢复SERCA2a活性的小分子。为此，将GF...
理解阿尔茨海默病及相关 tau 病中异质性病理是发现疾病修饰疗法的关键挑战。本文提出一种基于时间分辨荧光共振能量转移（time-resolved FRET, TR-FRET）的细胞内生物传感器技术，用于监测细胞中自发形成的有毒与无毒 tau 寡聚体集合。tau 病以微管结合蛋白 tau 的病理性聚集为特征，近年证据提示可溶性 tau...
我们开发了采用红色移位荧光蛋白（FP）的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，以改善时间分辨（荧光寿命）荧光测量性能。与绿色/红色 FRET 对（GFP/RFP）相比，发射波长更长的橙色和栗色荧光蛋白（OFP/MFP）提高了高通量筛选（HTS）中的 FRET 效率、动态范围和信噪比。将 OFP 和 MFP 融合到人心脏钙泵 SER...
肿瘤坏死因子受体1（TNFR1）是结合肿瘤坏死因子α或淋巴毒素α并调控炎症通路的跨膜受体。这些配体上调与类风湿关节炎、多发性硬化、克罗恩病等炎症和自身免疫疾病相关。现有抗TNF治疗通过清除游离配体减轻症状，但可能意外抑制配体与脱靶受体结合，引起狼疮样疾病和淋巴瘤风险。因此需要特异性靶向受体而非配体的新小分子。本研究构建了表达于活细胞...
荧光生物传感器 Frex 近期被提出用于定量活细胞内 NADH 浓度。本文采用时间积分和时间分辨荧光光谱，对纯化 Frex 蛋白在 NAD+ 存在及不同 pH 下的响应进行表征，以评估其体内应用潜力。结果显示，Frex 荧光对 NADH 的依赖可用 Hill 函数描述，半最大响应浓度 KD 约 4 μM，Hill 系数 n 约 2。...
本研究建立了一种稳健的高通量筛选（HTS）策略，用于发现靶向肌浆/内质网钙ATP酶（SERCA）的小分子效应物。该策略基于荧光微孔板读取器，可同时高精度、高速记录纳秒荧光衰减波形（寿命模式）与完整发射光谱（光谱模式）。作者利用光谱解混微孔板读取器（SUPR），在活细胞中表达荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，筛选小分子化合物库。...
本文设计了一种用于检测透明质酸酶活性的快速、高灵敏荧光探针，可同时实现基于荧光强度的比率检测与基于荧光寿命的检测。透明质酸酶在多种病理状态中表达上调。作者将新型橙/红发射有机氮杂氧三环烯鎓（ADOTA）荧光团重标记于透明质酸（HA）上，构建HA-ADOTA探针。ADOTA在水溶液中具有约20 ns的长荧光寿命，发射峰位于560 nm...
葡萄糖-半乳糖结合蛋白（GGBP）被用作医学和生物过程应用中的光学生物传感器。本文研究 pH 对以 Acrylodan 标记的 GGBP-L255C 行为的影响，以寻找传感、蛋白制备、纯化和储存的最适条件。在不同缓冲液和 pH 条件下，测量了无葡萄糖和有葡萄糖时 Acrylodan-GGBP 的荧光响应，并计算了蛋白-葡萄糖结合的解...