核酸功能化倏逝波光纤（EWFO）生物传感器因器件构型紧凑、抗电磁干扰、灵敏度高和易于集成而受到关注。其表面修饰需同时满足低非特异吸附和高质量 DNA 固定，才能获得稳定可靠的传感性能。本文围绕这两点开展系统优化，开发可靠的 DNA 功能化 EWFO 探针。首先提出 HF/HNO3 混合刻蚀液制备组合锥形光纤，利用 AFM 和 XPS...
去泛素化酶（DUBs）通过移除靶向蛋白上的多聚泛素链调控蛋白降解，现有DUB活性定量方法多限于酶或细胞裂解液体系，无法在完整细胞中直接测量。本研究开发了一种可穿膜、抗蛋白酶、荧光型且DUB特异性的肽基生物传感器。该传感器N端为β-发夹序列，兼具保护肽（protectide）和细胞穿透肽（CPP）功能，可增强胞内稳定性并促进完整细胞摄...
近年来，生物炼制对高价值化学品合成提出更高要求，内酰胺是尼龙工业中产量达百万吨级的重要大宗化学品。为筛选高产内酰胺生产菌株，亟需高通量内酰胺传感策略。本文报道一种稳健的活体内酰胺生物传感器，其由水凝胶微球封装工程化内酰胺响应大肠杆菌微菌落构成。该微球可通过液滴微流控技术便捷制造，制造速率最高可达每小时1000万个。传感器能够以剂量依...
尿路感染是全球最常见的细菌感染，严重者可进展为脓毒性休克。随着多重耐药菌增多，复杂尿路感染常需使用美罗培南等广谱抗生素。本研究旨在利用酶学生物传感器评估美罗培南向肾组织的渗透能力，并分析肾皮质浓度与血浆浓度的相关性。研究纳入14例因肾脏疾病接受经皮肾活检的患者，在活检前1小时静脉给予美罗培南，随后采集血浆和肾皮质样本。肾活检平均在给...
25-羟基维生素D（25(OH)D）是评估维生素D营养状态最重要的标志物，但现有高效液相色谱（HPLC）和免疫检测等方法结果变异较大。本研究建立了一种基于高特异性适配体的新型检测方案，采用目标诱导解离（TID）传感模式。作者首先利用微尺度热泳（MST）研究适配体VDBA14的结构性质和结合亲和力，并基于适配体结构设计互补寡核苷酸，在...
低丰度蛋白的快速检测仍是挑战，因为检测速度受限于分析物向生物传感器检测位点的输运。本文展示了一种可规模化制备硅微柱间垂直纳米间隙的工艺，该结构可产生离子浓度极化（ICP）富集，用于快速分析物检测。与水平纳米通道相比，大规模并联的垂直纳米间隙不仅可提供相当的电动力学性能，还显著降低流体阻力，从而兼容微珠免疫检测。器件通道可利用常规光刻...
适配体是单链寡核苷酸，可作为蛋白检测中抗体的替代识别元件，因其能以类似抗体的高亲和力结合靶标。适配体在结合靶标后会发生构象变化，因此可应用于多种生物传感平台。本研究以血管内皮生长因子（VEGF）为模型蛋白，系统开发基于热泳和微阵列的目标诱导解离（TID）检测方法。VEGF在生理性血管生成和血管发生中起关键作用，并参与癌症、年龄相关性...
全球生活污水年产量约310 km3，污水中因生活用水使用而含有重要有机负荷。该有机负荷通常采用标准方法，即五日生化需氧量（BOD5，ISO 5815）进行表征，以反映可生物降解有机负荷。然而，BOD5测定协议非常耗时，需要5天，并且由于环境接种体的变化，约20%的结果可能出现变异。为弥补这些限制，本文提出一种创新概念，依赖于严格筛选...
治疗与诊断用核酸适配体被设计为高亲和、高特异结合靶标。适配体相互作用的结构与动力学分析日益重要。本文报道一种基于 switchSENSE 的荧光适配体传感器，用于详细表征适配体–分析物相互作用及适配体折叠，以凝血酶结合适配体（TBA）为模型体系。TBA 折叠为 G-四联体及其与凝血酶的结合强烈依赖溶液中离子的种类和浓度。作者实时观察...
我们建立了一种基于目标激活三螺旋分子开关（THMS）构象变化诱导指数滚环扩增（RCA）的快速高效荧光生物传感平台，用于超灵敏检测 miR-21。该策略中，功能化 THMS 同时包含典型三重复结构（T-A·T）、切割内切酶特异性识别序列、miR-21 互补序列和 RCA 产物退火序列，并连接一个荧光基团和一个淬灭基团，兼具信号转导功能...
DNA模板银纳米团簇（DNA-AgNCs）是在DNA骨架上原位合成的荧光纳米团簇，使DNA探针本身具备无标记信号输出功能。本文首次提出具有GCC环结构且量子产率达51.6%的DNA-AgNCs，并证明在GCC环上引入双链结构可显著增强AgNCs的荧光强度。基于DNA二级结构与AgNCs荧光性能之间的关系，作者设计了一种由靶链诱导二级...
本文建立了一种简单高效的 L-半胱氨酸（L-Cys）荧光分析方法，基于氮掺杂碳点（NCDs）的荧光“off-on”模式。NCDs 通过一步溶剂热法制备。在探索其生物功能应用过程中，发现这些富含官能团的 NCDs 具有优异的光学性质。此外，新合成的 NCDs 表现出激发依赖的荧光发射特性，并能通过淬灭蓝色发射荧光良好地检测 Fe3+ ...
白蛋白是维持血浆渗透压和营养平衡的球状蛋白，可结合并转运多种内源性或外源性物质，其浓度与人体健康密切相关。牛血清白蛋白（BSA）因结构与人体血清白蛋白（HSA）高度相似，长期作为模型蛋白用于生物、医学和食品研究；同时，BSA也是牛健康、乳肉质量、过敏原和载体蛋白的重要指标。传统蛋白定量方法如Biuret、Lowry、Bradford...
本文提出一种名为 PARTIP 的三功能一体化 DNA 生物传感平台，用于单管等温指数放大检测多种生物分子。该平台仅由一条单链 DNA 底物构成，同时承担探针、信号放大器和荧光报告分子功能。以多核苷酸激酶 PNK 为例，含 3'-磷酸端和 AP 位点的 pTPNK 底物被 FAM 与 BHQ 标记；PNK 催化 3'-P 去磷酸化生...
本文首次将CRISPR-Cas技术应用于环境DNA（eDNA）的单物种检测。生物体会通过皮肤细胞、粪便等向环境释放DNA，eDNA监测具有无创、特异性和灵敏度高的优势。现有方法主要依赖PCR，温度循环使其难以用于现场监测和生物传感器适配。作者开发了等温扩增与CRISPR-Cas12a检测相结合的替代方法，利用Cas12a在crRNA...
本文提出一种基于无标记氧氟沙星特异性适配体、金纳米颗粒(AuNPs)和罗丹明B(RB)的荧光生物传感器，用于水样和牛奶中氧氟沙星(OFL)的定量检测。在无OFL时，OFL适配体通过范德华力包覆AuNPs表面，使其在高浓度NaCl中保持分散；分散AuNPs可通过荧光共振能量转移(FRET)有效猝灭RB的强荧光。当存在OFL时，OFL与...
利用基因工程细胞检测无机离子和有机分子常受生物安全顾虑、细胞膜屏障、细胞毒性及操作不便等因素限制。为克服上述问题，本研究建立了无细胞生物传感系统，用于检测砷、汞、酰基高丝氨酸内酯（AHL）和苯甲酸。该系统在无活细胞的开放环境中模拟生物转录与翻译活动，通过筛选不同大肠杆菌菌株裂解物及 Mg2+ 浓度获得活性最高的无细胞体系。结果表明，...
单碱基错配常与多种基因相关疾病有关，其准确判定受到广泛关注。现有方法多存在步骤复杂、耗时较长等不足。本文报道了一种基于对齐介导切割的单碱基错配判别方法（AMCMD），仅需一种常规内切酶即可实现可编程的位点特异性切割。DNA aligner（DA）呈茎环结构，茎部含有内切酶 Nt.BstNBI 的不完整识别位点，5′侧臂与目标序列（T...
本文基于介孔二氧化硅纳米颗粒（MSN）设计了一种新型、简便、无标记适配体生物传感器，用于黄曲霉毒素B1（AFB1）检测。以氨基化MSN（MSN-NH2）为载体，罗丹明6G（Rh6G）负载于颗粒内部作为信号探针，AFB1适配体既作为分子识别探针，又作为“门控分子”通过静电作用固定于MSN-NH2表面。无AFB1时，适配体封闭介孔孔道，...
本研究提出一种具有飞摩尔级生物识别性能的超分子结构，用于分析检测装置。该结构由合成水凝胶聚合物与分子信标（mb）探针构成的创新界面形成。作者合成了核壳结构超分子微凝胶，将特定染料共聚于指定区室，并将 mb 探针偶联在微凝胶界面，使其识别机制得以保留，同时优化空间分布以避免拥挤效应。研究选择与多种生物学过程相关、常用于癌症早期诊断生物...