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...
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...
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...
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...
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...
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...
重金属/类金属在低浓度时对生物体生理与发育具有调节作用，但高浓度会危害健康与生态系统。由于工业化导致环境中重金属/类金属不断累积，发展快速、低成本、可现场使用的定量监测工具十分必要。传统仪器分析（如ICP-MS、HPLC-MS、GC-MS、ICP-AES）灵敏度和准确性高，但设备昂贵、操作复杂、耗时长，且难以反映生物可利用部分。本文...
DNA模板银簇（AgC）是荧光探针和生物传感器，其电子光谱可由DNA宿主调控，但DNA序列/结构与荧光和光物理关系多为经验。本文采用193 nm活化电子光致电离（a-EPD）质谱作为混合MS3方法，获得这些纳米尺度发色团的结构信息。研究两个DNA-AgC体系：20 nt ssDNA和28 nt发夹/单链DNA（hpDNA）。两者均模...
碳点（CDs）具有优异的光学性能、生物相容性和光稳定性，适用于成像应用。本文提出一种简便、绿色的一步水热合成方法，可安全用于化学传感、生物成像和光电子等领域。研究首次报道以苦橙汁（Citrus Aurantium）为原料，通过水热处理绿色合成碳点。作者考察了反应时间、温度和pH对CDs荧光的影响，采用多种光谱和显微方法表征其性质，并...
可逆光切换荧光蛋白（RSFPs）是一类可通过不同波长光反复调控荧光开关的基因编码光学器件，近年来在纳米成像等领域应用广泛。本文在已报道的 GMars-Q 和 GMars-T 基础上，系统开发并表征了 GMars 家族中其他可逆光切换荧光蛋白变体，重点筛选具有特定光物理性质的特色变体。作者采用体外蛋白纯化、吸收/激发/发射光谱测量以及...
蛋白质是由一条或多条氨基酸残基长链构成的大分子，在生命系统中发挥关键作用，其定量检测对疾病诊断与监测具有重要意义。在众多传感方法中，荧光检测因具有准确、定量、灵敏和无创等优势而受到关注。本文综述了用于蛋白质检测与成像的多种荧光探针，涵盖从小分子探针到纳米颗粒基传感器。小分子探针基于激发态分子内质子转移(ESIPT)、荧光共振能量转移...
本综述系统分析了近年来聚集诱导发光（AIE）活性四苯乙烯（TPE）发光体及其在生物分子科学中的应用进展。文章首先讨论在传感中具有特定应用价值的多种结构基元，并表明TPE及其衍生物已被用于检测H+、阴离子、阳离子、重金属、挥发性有机物和有毒气体等多种分析物。综述深入介绍了TPE作为力致发光材料用于仿生识别单元的研究进展，例如对葡萄糖或...
发育心肌细胞的核心特性是能够自发跳动，但其机制是否类似成人心脏尚未直接验证。本研究在人诱导多能干细胞来源心肌细胞（hiPS-CM）和大鼠新生心肌细胞（rN-CM）中，通过全细胞/穿孔膜片钳和二维共聚焦成像，比较肌浆网与线粒体钙信号及If通道对自发节律的贡献。结果显示：两类细胞在24℃下均自发跳动（60–140次/分）；将膜电位钳制在...
细胞死亡对维持内稳态至关重要，程序性细胞死亡异常与多种疾病相关。程序性细胞死亡最初主要指凋亡，现已扩展至新近阐明的坏死性凋亡。为研究细胞死亡信号及其分子机制，研究者发展了多种生化与荧光检测方法。本文首先概述程序性细胞死亡的主要类型及动态研究的重要性，随后系统综述凋亡与坏死性凋亡的信号通路及检测策略，重点介绍荧光探针、报告蛋白和基于 ...
分子信标（MB）探针是两端分别标记荧光团和淬灭剂的短合成DNA，折叠为茎环结构。自Tyagi和Kramer首次报道以来，MB已成为核酸分析中广泛接受的工具，并推动分子传感领域一系列相关发展。MB探针的突出成功源于其能在杂交后立即检测特定DNA或RNA序列，无需洗去未结合探针，即“即时”检测格式。发夹结构既降低荧光背景，又提高选择性。...
分子成像通过在细胞和活体中时空可视化与量化单/多分子事件，显著推进基础生物学与转化医学。适配体是通过系统进化指数富集（SELEX）体外筛选得到的短单链DNA/RNA，能高亲和、高特异结合小分子、核酸、蛋白、细胞等广泛靶标，具有可化学合成修饰、低免疫原性、可体外/体内使用等优点，是分子成像探针的理想识别元件。本文综述适配体生物传感器/...