Paper-Based Microfluidic Device for Extracellular Lactate Detection.
乳酸是肿瘤细胞分泌的关键代谢调节因子，可影响肿瘤发展、转移及临床预后，因此准确分析肿瘤细胞外泌乳酸对早期癌症诊断具有重要意义。本研究开发了一种纸基微流控芯片，用于检测活细胞向外分泌的乳酸水平。在优化条件下，该乳酸生物传感器可在30 min内完成检测。该平台能够区分不同细胞系的乳酸分泌水平，并可用于抗肿瘤药物筛选。通过乳酸脱氢酶（LD...
Engineering a GPCR-based yeast biosensor for a highly sensitive melatonin detection from fermented beverages.
褪黑素是具有多种生物功能的分子，在食品中作为促健康生物活性成分具有重要价值，酵母产生褪黑素的能力已在近十年得到充分证明。然而，由于酵母代谢产生的褪黑素浓度通常很低，其定量分析面临成本高昂的技术挑战。本研究针对这些分析难题，优化了一种基于G蛋白偶联受体（GPCR）的酵母生物传感器，用于褪黑素的检测与定量。通过策略性遗传修饰，显著提高了...
Three-dimensional DNA nanomachine biosensor coupled with CRISPR Cas12a cascade amplification for ultrasensitive detection of carcinoembryonic antigen.
癌胚抗原（CEA）检测对癌症早期诊断具有重要意义，但现有方法在可及性和特异性方面受限。本研究提出一种基于CRISPR-Cas12a的快速、便捷检测方案，用于直接检测临床血清样品中的CEA，以克服上述局限。该方案首先利用三维DNA滚动机器进行目标识别与信号释放，随后进行5 min的Cas12a介导切割反应。方法可在人血清中实现高抗干扰...
Engineering a cell-free biosensor signal amplification circuit with polymerase strand recycling.
无细胞系统能够模拟传感与基因表达，且不受活细胞复杂性限制，是强大的合成生物学技术；引入遗传电路后还可执行更高级的信息处理功能。本文通过工程化一种高特异性等温信号放大电路——聚合酶链循环（polymerase strand recycling, PSR），扩展了无细胞生物传感能力。PSR利用T7 RNA聚合酶对DNA链置换电路中暴露的...
Robust Fluorometric Aptamer Assay for Direct and Rapid Detection of Clinical Isolates of
念珠菌属酵母菌可引起免疫受损者及健康人的胃肠道、泌尿道和呼吸道感染。近年来念珠菌病报告病例迅速增加，诊断研究备受关注。我们开发了一种基于多克隆适配体库的荧光检测方法，对念珠菌属具有较高特异性和亲和力，可高灵敏地定量临床样本中的病原菌。此前我们获得了可特异性识别念珠菌的适配体库 R10，并通过模拟念珠菌引起的早期皮肤感染模型，利用 F...
Colorimetric and fluorescent dual-biosensor based on zirconium and preasodium metal-organic framework (zr/pr MOF) for miRNA-191 detection.
微小RNA（miRNA）与多种癌症、肿瘤分期及治疗反应相关，miRNA-191（miR-191）异常表达还与糖尿病、阿尔茨海默病等疾病有关，因此需要快速、准确、灵敏的检测方法。本研究开发了一种基于锆/镨金属有机框架（Zr/Pr MOF）的比色与荧光双模生物传感器，用于快速、超灵敏、选择性检测 miRNA-191。所合成 Zr/Pr ...
RuBisCO activity assays: a simplified biochemical redox approach for in vitro quantification and an RNA sensor approach for in vivo monitoring.
核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO）是自然界最丰富的可溶性蛋白，其活性测定对光合作用工程至关重要。现有生化与放射性标记法需添加多种外源组分，成本高且不便。本研究开发两种更简便、低成本且可重复的 RuBisCO 活性检测方法。首先，利用蓝藻细胞裂解液作为 Calvin 循环酶来源，简化 NADH 依赖分光光度法，比较...
NT-proBNP detection with a one-step magnetic lateral flow channel assay.
面向血标志物分析的即时检测传感器必须能在极小样本体积下工作，因为指尖采血虽简单且几乎无痛，却显著限制样本量并提升患者舒适度。作者探索将传统侧流免疫分析（LFA）转化为自包含、紧凑的聚合物通道型 LFA，以在保持分析性能的同时最小化样本体积。其目标是消除传统 LFA 中常见的样本吸收棉和膜材料，并开发即用型一步 LFA 格式：试剂预先...
Description of an activity-based enzyme biosensor for lung cancer detection.
肺癌是全球癌症死亡的主要原因，常因晚期发现而难以治愈。现有生物标志物往往在无症状可治愈阶段难以检出，因此需要兼具性能、可扩展性、成本效益和简便性的群体筛查方法。本文提出一种基于酶活性的传感器平台，通过检测血清中参与肿瘤转化的活性蛋白酶，而非单纯计数生物标志物，来评估肺癌风险。该平台由 18 个对活性蛋白酶敏感的传感器组成，用于检测 ...
Validation of Cell-Free Protein Synthesis Aboard the International Space Station.
无细胞蛋白合成（CFPS）是一种快速成熟的体外基因表达平台，可在需要点对核酸进行转录和翻译，从而按需合成肽类疫苗、生物治疗蛋白，并开发用于环境污染物和感染因子检测的诊断方法。与传统细胞系统不同，CFPS 无需维持活细胞，设备需求低，适合太空等低资源环境。本研究评估无细胞平台 BioBits 在国际空间站（ISS）上的性能，通过表达 ...
Sequestration within peptide coacervates improves the fluorescence intensity, kinetics, and limits of detection of dye-based DNA biosensors.
基于肽的液-液相分离区室（凝聚体）作为生物材料在生物传感和药物递送等领域受到关注。本研究证明，凝聚体可通过将生物传感器链与靶标链同时富集于凝聚体内部，提高局部浓度，从而为核酸生物传感器提供简单且生物相容的增强介质。作者采用成熟的多精氨酸（R9）-三磷酸腺苷（ATP）凝聚体体系，并结合基于能量转移的 DNA 分子信标，观察到三项关键改...
An Overview of Aptamer-Based Sensor Platforms for the Detection of Bisphenol-A.
内分泌干扰物是天然或人为产生的环境微污染物，可改变内分泌系统功能并最终损害代谢。双酚A（Bisphenol A, BPA）是其中最常见的污染物之一，常作为增塑剂用于环氧树脂和聚碳酸酯，因此监测不同环境中的BPA水平既重要又具有挑战性。近年来，针对BPA的检测方法不断涌现。本文对近十年发表的基于适配体的电化学、荧光、比色及其他BPA检...
Rapid and reliable diagnosis of
卡他莫拉菌（Moraxella catarrhalis）是与呼吸道感染密切相关的重要病原体。本研究将环介导等温扩增（LAMP）与纳米颗粒侧流生物传感器（LFB）及荧光检测技术结合，建立了两种检测方法，分别称为 M. catarrhalis-LAMP-LFB 和 M. catarrhalis-LAMP-FRT。LFB 体系采用 bio...
Quantum Material-Based Self-Propelled Microrobots for the Optical "On-the-Fly" Monitoring of DNA.
量子点材料已被证明是生物传感和生物成像应用的优秀平台。本文合成了由石墨烯量子点（GQD）构成的自驱动微机器人（GQD-MRs），并将其作为非传统动态生物载体，用于DNA的光学“on-the-fly”监测。作为应用演示，GQD-MRs首先通过疏水π-堆积作用与DNA生物标志物（即荧光素酰胺标记的FAM-L探针）进行生物功能化，随后暴露...
Low-noise fluorescent detection of cardiac troponin I in human serum based on surface acoustic wave separation.
急性心肌梗死（AMI）是冠状动脉突发阻塞导致的危及生命疾病。心肌肌钙蛋白 I（cTnI）是最具特异性的生物标志物，通常单独检测以诊断或排除 AMI，因此准确检测 cTnI 对患者生命健康具有重要意义。与其他方法相比，荧光检测具有操作简便、灵敏度高和适用性广等优点。然而，由于体液中生物分子存在强荧光干扰，往往难以获得高灵敏度。为解决该...
Amplification-Based CRISPR/Cas12a Biosensor Targeting the
针对清真食品掺假这一全球性问题，本文提出一种基于CRISPR/Cas12a介导的重组酶聚合酶扩增（RPA）检测方法，将RPA等温扩增与Cas12a切割相结合，用于检测食品中的猪源成分。作者优化了Cas12a切割步骤的试剂浓度，并设计筛选了靶向线粒体细胞色素C氧化酶亚基I（COX1）基因保守区域的向导RNA（gRNA）。该方法在5–1...
Physiological Functions of Carbon Dots and Their Applications in Agriculture: A Review.
碳点（CDs）是一类尺寸小于10 nm的碳基纳米颗粒，具有制备简单、光致发光、生物相容性好、表面功能可调、水溶性和低毒性等特点，可广泛应用于生物成像、生物传感、光催化和分子转移等领域。与镉/铅、稀土和金属氧化物等传统纳米材料相比，碳点具有更好的光稳定性、更高量子产率和更低毒性。近年来，碳点在农业中受到关注，可作为种子处理剂、光合增强...
Enriched Aptamer Libraries in Fluorescence-Based Assays for
微细里肯氏菌（Rikenella microfusus）是具有重要潜力的肠道益生菌，其丰度失衡与肠道疾病、免疫疾病和代谢疾病等多种疾病相关，可作为疾病监测与干预的潜在靶标或生物标志物。现有肠道菌群监测方法存在检测时间长、操作复杂、成本高等缺点，限制了临床应用。本研究以 R. microfusus 为靶菌，采用体外全细胞 SELEX ...
Recent Progress in Single-Nucleotide Polymorphism Biosensors.
单核苷酸多态性（SNP）是人类基因组中最常见的遗传变异形式，也是个体差异的主要来源，并已成为临床诊断与治疗的重要标志。恶性肿瘤、心血管疾病、遗传代谢病和自身免疫病等多种疾病均与单核苷酸变异相关，因此准确识别SNP对理解基因功能和个体健康具有重要意义。长期以来，SNP检测面临制备与操作简便、亲和力和特异性高、成本低等关键挑战。生物传感...
Engineering Quorum Quenching Acylases with Improved Kinetic and Biochemical Properties.
许多革兰氏阴性菌利用N-酰基-L-高丝氨酸内酯（AHL）进行群体感应，调控生物膜和毒力因子产生。群体淬灭酰基酶可降解AHL，但需要高活性、高特异性且可材料固定的候选酶。本研究对Pseudomonas aeruginosa PvdQ和Acidovorax sp. MacQ开展PROSS辅助蛋白工程，获得P1-P3和M1-M3变体，并建...