胰高血糖素是由胰腺α细胞分泌的肽类激素，可升高血糖，在糖尿病发生与血糖稳态中发挥关键作用。由于胰高血糖素与其他前胰高血糖素来源肽结构相似，抗体法常出现交叉反应，使其准确定量困难；在低血糖等场景中，快速且特异的检测尤为重要。本研究旨在开发兼具高特异性、快速检测和易操作性的胰高血糖素特异探针。作者以胰高血糖素受体氨基酸序列为来源，通过肽...
细胞外调节激酶（ERK）通过不同激活模式调控多种细胞功能。基因编码荧光探针是解析活细胞 ERK 活性动态的重要工具。本研究在已报道的 ERK 荧光共振能量转移（FRET）探针 EKAREN5 基础上，将 mTurquoise2 和 YPet 序列分别替换为 mTurquoise-GL 和 YPet 同义密码子变体，构建改良生物传感器...
微小RNA（miRNA）日益被视为多种疾病的重要诊断生物标志物和治疗靶点。近年研究强调开发能够利用细胞外miRNA作为输入信号进行疾病诊断的探针。本研究提出一种新型miRNA响应生物传感器（miR-RBS），用于高灵敏、高特异检测miRNA，并实现器官特异性可视化。该传感器采用Y型三链DNA探针（Y-TSDP），在正常生理条件下处于...
肝病早期检测对改善治疗结局、提高治愈率并降低进展为肝癌风险具有重要意义。肝病涵盖多种病理状态，常伴随不同的酶学谱，原位监测这些酶有助于及时干预和治疗管理。近年来，生物医学与计算科学推动生物传感器技术快速发展，其已广泛用于疾病生物标志物检测、药物释放追踪、离子成像和活体荧光成像，可显著提高成像分辨率并辅助临床诊断。该技术成功应用的关键...
DNA连接酶是参与所有生物体DNA复制、修复和重组的关键酶，通过催化双链DNA中相邻5′磷酸与3′羟基之间形成磷酸二酯键来封闭DNA断裂。除维持基因组完整性外，DNA连接酶近年也被发现可作为多种癌症的诊断生物标志物，并被视为多种疾病治疗的潜在药物靶点。尽管DNA连接酶在基础研究和医学应用中具有重要意义，但高效检测并精确量化这些关键酶...
慢性疼痛给患者和社会带来沉重负担，阿片类药物虽有效，但副作用、耐受和成瘾限制其应用。本研究探索脑室旁灰质腹外侧区（vlPAG）胆碱能信号在下行疼痛调控中的作用。利用乙酰胆碱荧光生物传感器 GRABACh 3.0 发现，疼痛状态会降低 vlPAG 中乙酰胆碱（ACh）释放；解剖与光遗传学显示，来自束旁中脑被盖（PPTg）的胆碱能投射至...
连续葡萄糖监测（CGM）对糖尿病管理至关重要。刀豆蛋白A（ConA）可逆结合葡萄糖和甘露糖，可通过竞争性结合构建葡萄糖生物传感器。本文开发了一种基于 ConA 与远红荧光探针的葡萄糖生物传感器，其荧光强度变化来源于溶剂致色效应，即发射光谱随微环境极性发生可逆改变。为适配皮下植入形式，作者合成并比较了三种 Cy5.5 标记的小甘露糖分...
铜是生物体中常见的金属元素，在生理活动中具有极其重要的作用；人体内铜水平即使发生微小变化，也可能诱发多种疾病，因此准确、高效地监测铜离子水平具有重要意义。荧光探针因具有灵敏度高、生物相容性好、操作简便、识别快速且特异等优点，在生物成像和 Cu2+ 检测中受到广泛关注。本研究以荧光素、水合肼和 5-对硝基苯基糠醛为原料，设计并合成了一...
本研究开发了一种基于碳量子点的低成本荧光检测方法，用于在半胱氨酸和谷胱甘肽存在下选择性检测同型半胱氨酸（Hcy）。作者以柠檬酸为碳源、尿素为氮掺杂剂，通过一锅微波辅助法合成氮掺杂碳量子点（NCDs），并采用直接体外添加法将叶酸（FA）引入 NCDs，构建 FA-NCD 荧光探针。FA 的加入可猝灭 NCDs 的本征荧光，而 Hcy ...
溶酶体与线粒体之间的相互作用不仅包括线粒体自噬，还包括介导两种细胞器物质与信息交换的线粒体-溶酶体接触（MLC）。本研究设计并合成了一种具有荧光特性的溶酶体靶向生物传感器CNN，用于结构光照明显微镜（SIM）下的溶酶体成像，并进一步在病理条件下观察线粒体形态变化及MLC现象。首先采用CCK-8法检测CNN对H9C2心肌细胞的毒性，随...
双链（ds）生物传感器是一类用于生化检测和活细胞成像中核酸序列检测的均相寡核苷酸探针。锁定核酸（LNA）修饰可提高探针的结合亲和力、特异性和抗核酸酶降解能力，但淬灭序列中的 LNA 单体也可能阻碍目标与荧光探针的结合，从而降低 dsLNA 生物传感器的信号。本研究通过改变淬灭序列中 LNA 单体的数量和位置，系统评估 LNA 修饰对...
人血清白蛋白（HSA）是具有重要生理功能的生物大分子，其水平异常与冠心病、多发性骨髓瘤、糖尿病、肾病、神经代谢障碍和肝硬化等疾病相关，因此准确定量检测HSA在生物学、分子生物学和临床医学中具有重要价值。HSA检测最早采用染料结合法和免疫法，并已进入临床应用；近年来又发展出荧光探针、纳米材料、生物传感器等多种新技术。本文系统综述了HS...
亮氨酸氨基肽酶（leucine aminopeptidase, LAP）是一种可水解 N 端含亮氨酸残基的肽或蛋白的水解酶，也是多种病原体致病能力的关键毒力因子，为感染性疾病的诊断和治疗提供了新视角。本研究开发了一种新型荧光探针 DDBL，其以 DDAO 为荧光团、亮氨酸为识别基团，用于 LAP 检测。通过实时视觉传感 LAP，该方...
近年来，活细胞中蛋白错误折叠与聚集的多步过程监测工具不断发展，该过程与阿尔茨海默病、帕金森病等多种人类疾病密切相关。本文综述了近期可用于检测蛋白聚集的方法进展：一方面，基于质谱的蛋白组学方法可在细胞裂解液或全细胞环境中评估蛋白构象与稳定性变化，如有限蛋白水解-质谱（LiP-MS）和基于氧化速率的蛋白稳定性（SPROX）；另一方面，基...
铁是所有微生物生长和代谢所必需的元素。铁载体是革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌在缺铁条件下产生的低分子量、高亲和力铁螯合分子，也是重要的细菌毒力因子。多项研究表明，铁载体合成或功能缺陷以及铁获取系统受损会降低病原菌致病性。由于铁载体参与多种生物学过程，其作为次级代谢产物受到特别关注。铁载体可在多种环境中检测铁水平，具有生物传感器功能。在医...
农药残留严重威胁环境与人类健康，亟需快速、低成本且高灵敏的检测手段用于食品和水体监测。相比色谱等常规方法，酶抑制型生物传感器结合荧光探针具有选择性好、灵敏度高、操作简便并可原位实时监测等优势，但单一酶靶向传感器受农药结构多样性和作用靶点差异限制。本文提出多酶靶向荧光探针设计策略（MEET-FD），开发了一种新型荧光探针3CP，可同时...
一氧化氮（NO）是关键的细胞信号分子，在正常细胞生理与病理过程中均发挥重要作用。过去20年，研究者发展了多种传感模式，用于检测细胞内源性合成与外源性释放的NO。本综述系统回顾了NO传感平台的历史演进，梳理电化学探针、化学发光/荧光探针、基因编码传感器、等离子体、电子顺磁共振、金属有机框架及纳米粒子等技术的现状与代表性进展，并比较其在...
背景：感染后早期 SARS-CoV-2 抗体滴度较低者可能在数月内降至不可检出水平，因此需同时评估抗体水平与抗原-抗体结合亲和力以判断免疫应答质量。方法：开发“探针上检测”增强版（TOP-Plus）检测面板，将新建立的抗体亲和力（avidity）检测整合到既往 SARS-CoV-2 TOP 检测中，在多功能生物传感器平台上同时测定总...
百草枯（paraquat, PQ2+）是一种广泛用于农业的高毒性非选择性除草剂，易污染水体并危害人体健康。本研究提出一种简单、创新且低成本的纳米生物传感器，利用硫代乙醇酸（TGA）修饰的 CdTe@CdS 核壳纳米晶（NCs）作为荧光探针检测百草枯。该传感器在 10–100 nM 范围内呈线性响应，检出限为 3.5 nM。作者将其用...
荧光探针或生物传感器可将与特定目标物结合或反应转化为荧光信号变化。基因编码荧光传感器（GExI）因可通过启动子、条件表达系统、蛋白重组或定位序列靶向特定细胞或亚细胞区室而受到重视。当代 GExI 常以单个荧光蛋白（如 GFP 或 RFP）为核心，较 FRET 探针更小，便于与光遗传或光化学工具进行多通道、低串扰组合。本专题汇集综述与...