Toehold switch plus signal amplification enables rapid detection.
近期全球事件增加了对快速、廉价病毒临床诊断平台的需求。本文报道了一种基于无细胞 toehold switch 的生物传感器，用于检测 RNA 病毒，且无需对目标 RNA 进行上游扩增。作者通过避免病毒 RNA 结合区的干扰二级结构、突变热点以及其他冠状病毒交叉序列来设计 toehold switch，并将其靶向 SARS-CoV-2...
Bacterial cGAS-like enzymes produce 2',3'-cGAMP to activate an ion channel that restricts phage replication.
哺乳动物先天免疫系统利用环GMP-AMP合成酶（cGAS）合成环状二核苷酸2′,3′-cGAMP，通过激活STING受体启动抗病毒和抗肿瘤炎症信号。细菌也编码cGAS/DncV样核苷酸转移酶（CD-NTases），可产生核苷酸第二信使以启动抗噬菌体信号，但此前未见其产生2′,3′-cGAMP的报道。本研究发现细菌CD-NTases可...
Gas-Phase Biosensors (Bio-Sniffers) for Measurement of 2-Nonenal, the Causative Volatile Molecule of Human Aging-Related Body Odor.
2-壬烯醛是引起人类衰老相关不愉快体味的重要挥发性分子，其浓度变化可能反映年龄相关代谢改变。现有2-壬烯醛测定多依赖气相色谱或液相色谱系统，难以日常使用和连续追踪浓度变化。本研究开发液相和气相生物传感器（bio-sniffers），用于简便、连续地测量反式-2-壬烯醛蒸气。首先比较两种NAD(P)依赖酶：醛脱氢酶（ALDH）和烯酮还...
Comparison of Illumination Methods for Flow-Through Optofluidic Biosensors.
光流体生物传感器因能在小体积样品中实现快速、高灵敏度检测，已成为重要的医学诊断工具。此类器件在临床场景中的实用性不仅取决于检测灵敏度，还取决于无源芯片与光源之间对准的难易程度。本文采用一个已通过实物器件数据验证的模型，比较了三种顶部照明方式——窗口照明、激光线照明和激光点照明——在对准容差、功率损耗和信号质量方面的表现。模型模拟了荧...
A Holistic 4D Approach to Optimize Intrinsic and Extrinsic Factors Contributing to Variability in Microarray Biosensing in Glycomics.
蛋白–碳水化合物相互作用在生物学中发挥多种关键功能，微阵列已成为高通量评估其选择性、敏感性和识别范围的首选工具。在糖组学微阵列分析中，从众多糖配体中精确识别靶糖配体是评价糖靶向探针的核心。自微阵列用于高通量糖谱分析以来，不同平台在表面化学、连接臂、配体呈现、打印技术和检测流程等方面存在差异，导致跨平台结果不一致。本文系统考察打印参数...
Upconversion nanoparticle-based aptasensor for rapid and ultrasensitive detection of
金黄色葡萄球菌等机会性食源性病原菌对公共健康构成严重威胁，亟需快速、简便、低成本且高灵敏的检测方法。本文设计了一种基于核壳结构上转换纳米颗粒（CS-UCNPs）的荧光适配体生物传感器，用于金黄色葡萄球菌检测。将金黄色葡萄球菌特异性适配体修饰于 CS-UCNPs 表面，使其能够特异性结合病原菌；结合后的复合物可通过低速离心从检测体系中...
An efficient DNAzyme for the fluorescence detection of
霍乱弧菌（Vibrio cholerae, Vc）是霍乱的病原菌，其污染水和海产品会引发严重食品安全问题，尤其影响海产品行业。本文旨在建立 Vc 的快速检测方法。作者使用未修饰 DNA 文库，通过九轮体外选择（SELEX）筛选出可特异性识别 Vc 的 DNAzyme，并基于荧光检测和凝胶电泳评估其活性。最终获得活性与特异性均较好的 ...
Novel Nucleic Acid Detection for Human Parvovirus B19 Based on
细小病毒B19（B19V）可感染人类并引起多种疾病，但目前尚无抗病毒药物或疫苗用于防治B19V感染，因此开发灵敏且特异的B19V感染诊断方法对准确诊断至关重要。此前已建立基于CRISPR-Cas12a（cpf1）的电化学生物传感器（E-CRISPR），具有皮摩尔级灵敏度用于B19V检测。本文建立了一种基于Pyrococcus fur...
Dual-Domain Reporter Approach for Multiplex Identification of Major SARS-CoV-2 Variants of Concern in a Microarray-Based Assay.
自2019年12月新冠疫情暴发以来，SARS-CoV-2持续演化并出现多种变异株。为及时监测变异株分布并调整公共卫生干预，准确追踪变异株至关重要。全基因组测序是监测病毒演化的金标准，但成本高、耗时长且不易普及。本研究开发了一种基于微阵列的检测方法，通过同时检测Spike蛋白基因中的突变，区分临床样本中已知病毒变异株。该方法中，从鼻咽...
Bis-enzyme cascade CRISPR-Cas12a platform for miRNA detection.
微小RNA（miRNA）在多种疾病病理发展中发挥重要作用，被视为诊断和预后潜在生物标志物。本文提出一种结合T7 RNA聚合酶与CRISPR-Cas12a的双酶级联平台（BPTC）用于miRNA检测。该平台将phi29 DNA聚合酶介导的RNA到DNA转换/扩增能力与CRISPR-Cas12a反式切割活性相结合。目标miRNA与识别s...
10.3389/fpls.2022.1075838
松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）引起松枯病，是全球松树最具破坏性的病害之一，因此快速准确检测对防控至关重要。传统方法费时且依赖昂贵仪器。本研究将环介导等温扩增（LAMP）与 CRISPR 技术结合，建立用于松材线虫的智能检测与分析系统 LAMP-CRISPR/Cas12a，整合现场采样、快速检测和智能...
Ultrasensitive FRET-based aptasensor for interleukin-6 as a biomarker for COVID-19 progression using nitrogen-doped carbon quantum dots and gold nanoparticles.
本文开发了一种无标记、高特异性的白介素-6（IL-6）适配体传感器，采用氮掺杂碳量子点（NCDs）和硫修饰 DNA 适配体-金纳米粒子（AuNPs）作为 FRET 供体-猝灭剂对。NCDs 在 350 nm 激发下于 445 nm 发射荧光；AuNPs 通过 FRET 猝灭 NCDs 荧光。当 IL-6 与适配体结合后，供体-受体组...
Rapid Detection of Attomolar SARS-CoV-2 Nucleic Acids in All-Dielectric Metasurface Biosensors.
全球 SARS-CoV-2 感染表明，快速且极高灵敏度的核酸检测对人类至关重要。多年来，聚合酶链式反应（PCR）主要用于 SARS-CoV-2 检测，但提高检测定量能力并缩短运行时间对当前和未来发展很重要。本文报道了一种快速检测方案，将核酸扩增与高效荧光生物传感器相结合，该传感器由全介质超表面和微流控透明芯片组成。概念验证实验表明，...
Highly Efficient DNA Reporter for CRISPR/Cas12a-Based Specific and Sensitive Biosensor.
除识别并切割互补核酸序列的顺式切割活性外，Cas12a等Cas蛋白还具有非特异性切割单链DNA或RNA的反式切割活性，已被广泛用于核酸检测。本文报道了一种高效DNA报告子（5′-TTATT-CCCCC-3′，TTATT-5C），其性能优于多数Cas12a检测中使用的富AT报告子（5′-TTATT-3′）。通过系统研究DNA报告子长度...
A molecular beacon biosensor for viral RNA detection based on HyCaSD strategy.
本研究开发基于杂交级联加链置换扩增（HyCaSD）的分子信标生物传感器，用于高效检测病毒RNA。HyCaSD发夹探针两端分别标记Cy5荧光基团和BHQ3淬灭基团；无靶标时探针保持发夹结构，荧光被淬灭；靶标RNA与探针环区特异性杂交后，发夹打开，荧光基团与淬灭基团分离，立即产生荧光信号。该方法无需后染色，避免核酸染料非特异结合造成的假...
Non-nucleic acid extraction and ultra-sensitive detection of African swine fever virus via CRISPR/Cas12a.
非洲猪瘟病毒（ASFV）的早期诊断是防控非洲猪瘟的关键。本文开发了一种基于直接聚合酶链式反应（direct PCR）结合CRISPR/Cas12a系统的荧光生物传感器和侧流层析试纸条（LFA strip），用于ASFV检测。直接PCR可在不牺牲灵敏度的同时完成样品裂解与核酸扩增，从而省去核酸提取步骤。CRISPR/Cas12a系统通...
Nanostructured Interface Loaded with Chimeric Enzymes for Fluorimetric Quantification of Cyclosporine A and FK506.
蛋白质工程进展推动了可替代重型仪器分析诊断方法的蛋白生物传感器开发，但灵敏度、多路复用能力和可制造性仍是限制其广泛应用的关键问题。本文通过构建基于人工变构PQQ-葡萄糖脱氢酶（GDH）的蛋白生物传感器阵列来应对这些问题。作者证明，固定于二氧化硅纳米颗粒（SiO2-NPs）上的GDH可沉积在玻璃纤维片上而不损失活性，颗粒结合的GDH活...
Adsorption-desorption nano-aptasensors: fluorescent screening assays for ochratoxin A.
本研究基于单壁碳纳米管（SWCNTs）的荧光猝灭效率与适配体结合亲和力，优化了一种用于赭曲霉毒素A（OTA）检测的FRET荧光适配体传感器。将OTA适配体与量子点（QDs）偶联后，非共价吸附于酸改性SWCNTs（amSWCNTs）和未改性SWCNTs表面，形成纳米复合体。通过比较不同体系的猝灭效率，发现amSWCNTs具有适中的猝灭...
An AIEgen/graphene oxide nanocomposite (AIEgen@GO)-based two-stage "turn-on" nucleic acid biosensor for rapid detection of SARS-CoV-2 viral sequence.
针对严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）大流行带来的早期病毒诊断挑战，本研究报道了一种基于聚集诱导发光（AIE）发光体标记寡核苷酸探针与氧化石墨烯（GO）纳米片复合物的核酸生物传感器（AIEgen@GO），用于一步检测 SARS-CoV-2 特异性核酸序列（Orf1ab 或 N 基因）。该平台建立了基于 AIEgen...
Portable Waveguide-Based Optical Biosensor.
快速现场诊断对疫情响应、环境监测和全球健康至关重要。便携式光学生物传感器因检测速度快、准确度高而受到广泛关注。本文报道了便携式工程化分析传感器（PEGASUS）的传感硬件开发，该传感器旨在成为可部署、可推广的生物传感平台。作者利用与PEGASUS传感硬件和软件相同的测试平台（PTB），通过生物素-链霉亲和素化学演示了对1 nM荧光偶...