本文报道了一种基于趾端介导催化发夹组装（CHA）和DNAzyme级联水解反应的无酶生物传感器，用于霉菌毒素检测。当霉菌毒素存在时，适配体与目标物特异性结合并释放触发DNA；触发DNA启动趾端介导CHA，产生大量带有四个趾端的部分双链B/C，用于组装DNAzyme级联水解反应。B/C双链、DNA1和DNA2通过协同自组装形成Mg2+依...
玉米赤霉烯酮（ZEN）对人和动物有害，发展快速灵敏检测方法很重要。本文提出一种基于双适配体识别和 EnGen LbaCas12a 与 Nt.AlwI 切口内切酶双重信号放大的 ZEN 荧光监测方法。当 ZEN 存在时，与适配体 Z0 结合，使 Z1 释放到溶液中；经磁分离后加入 Nt.AlwI，形成切口酶循环，30 min 内产生大...
有机磷（OP）农药的快速、灵敏和实时检测对现场监测至关重要。酶基生物传感器研究日益增多，来自嗜酸热放线杆菌 Alicyclobacillus acidocaldarius 的热稳定酯酶 EST2 因具有类似脂肪酶的 Ser–His–Asp 催化三联体且对 OP 亲和性高，成为有前景的生物受体。本研究评估 Förster 共振能量转移...
全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类具有表面活性与疏水疏油性的合成含氟化合物，因碳-氟键稳定而生物半衰期长，已在人体和环境水体中广泛累积。由于人类主要通过摄入接触 PFAS，亟需快速检测饮用水和农业用水中的 PFAS。本文提出一种基于人肝脏脂肪酸结合蛋白（hLFABP）的荧光生物传感器设计策略，用于快速检测 PFAS。通过在配体结合...
外泌体的灵敏准确检测有助于癌症等多种疾病的早期诊断。本文建立了一种基于双适配体识别和熵驱动放大的外泌体检测方法。该生物传感器包含两个主要步骤：一是利用SMBs-S1探针和S2–S4探针复合对外泌体进行双适配体协同识别，其中S1探针含CD63适配体，S2–S4探针复合含EpCAM适配体；二是通过S5探针链置换释放S4探针，触发熵驱动催...
本文报道了一种基于纳米孔阳极氧化铝（AAO）膜的超薄高灵敏SARS-CoV-2检测平台。通过表面功能化，AAO膜可实现对SARS-CoV-2基因组靶标的高效捕获与识别，检测基于DNA-DNA和DNA-RNA杂交。为将探针寡核苷酸固定在AAO膜上，首先利用紧凑型真空渗入模块在孔表面涂覆连接试剂3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS）和戊二...
基因组DNA甲基化参与多种疾病，有望作为疾病甚至症状前诊断的特异性生物标志物，因此需要快速、廉价的检测方法。作者此前发现G-四联体（G4）形成寡核苷酸中的胞嘧啶甲基化会诱导不同G4拓扑结构。本研究基于甲基化与非甲基化G4 DNA的结构差异，开发了一种利用G4配体检测G4形成序列中CpG甲基化的方法。CpG甲基化引起的G4拓扑差异可被...
ABL1 酪氨酸激酶通路异常激活在 BCR-ABL1 样急性淋巴细胞白血病中具有重要致病作用，酪氨酸激酶抑制剂可为常规化疗反应不佳的患者提供治疗选择。本研究报道一种新型肽生物传感器（PABL）-ELISA 方法，用于在体外检测四种不同遗传背景的永生化白血病细胞系中的 ABL1 活性。PABL 序列包含 ABL1 酪氨酸磷酸化位点和提...
无机焦磷酸酶（PPase）表达水平被认为是多种癌症的潜在生物标志物，其预后价值已在肺癌、结直肠癌和甲亢患者中评估。然而，现有PPase检测常依赖特定材料，反应复杂、耗时，且线性范围和灵敏度有限，限制了早期临床诊断应用。本文开发了一种基于DNAzyme的无标记荧光生物传感器用于检测PPase活性。在PPase存在时，PPi–Cu2+–...
光流体流通式生物传感器正用于单颗粒检测，尤其作为病原体诊断工具。芯片灵敏度受设计参数、照明方式（侧照明与顶照明）以及流场构型（抛物线流、二维流体聚焦2DHF和三维流体聚焦3DHF）影响。本文建立并验证了综合考虑光学、波导、荧光和流体动力学的模型，用于比较不同设计组合的信号差异。模型结果与物理器件实验一致：侧照明3DHF设计产生最强且...
L-多巴（L-dopa）是用于治疗帕金森病的儿茶酚胺类神经递质。本文报道了一种低成本纸基生物传感器，用于便捷监测 L-dopa 浓度。作者采用微波辅助水热法在滤纸上快速合成氧化锌纳米棒（ZnO-NRs），反应时间少于 90 min。ZnO-NRs 可放大绿色荧光信号，从而提高 L-dopa 检测灵敏度，最佳激发/发射波长为 475/...
呼出气中的甲醇（MeOH）具有非侵入性评估肠道菌群的潜力。本研究开发了一种用于气相 MeOH 的生化气体传感器（bio-sniffer），采用荧光法及酒精氧化酶（AOD）与甲醛脱氢酶（FALDH）的双酶级联反应。级联反应中，AOD 首先催化 MeOH 氧化生成甲醛，随后 FALDH 催化甲醛进一步氧化，同时还原 β-烟酰胺腺嘌呤二核...
DNA传感器可作为高通量筛选小分子酶抑制剂的有效工具。由于酶在复杂生物通路中发挥作用，筛选时需同时评估期望与不希望出现的抑制效应。本文报道了一种基于酪氨酸DNA磷酸二酯酶1（TDP1）和拓扑异构酶1（TOP1）特异性DNA传感器的双传感器筛选系统，用于体外筛选能抑制TDP1但不影响TOP1活性的药物。TDP1的主要功能是修复TOP1...
利用DNA折纸作为支架加速DNA杂交链反应（HCR）在动态DNA纳米技术中备受关注，但DNA折纸支架需要定制设计，限制实际应用。本文以磁性微球（MBs）为简单三维支架，构建半局域HCR和局域HCR系统，用于无酶检测miR-21。半局域系统由游离发夹DNA-2（H2）和固定有发夹DNA-1（H1b-FQ）的MBs组成；局域系统由共固定...
慢性非传染性疾病每年导致约4000万人死亡，需要多参数组合诊断以选择有效治疗策略。本文提出并研究一种基于肽适配体的低成本无标记生物传感器系统，用于在生物流体中识别相应蛋白标志物。检测原理是通过荧光记录与肽适配体选择性结合的目标蛋白，并利用特定发光体将结合蛋白的自然荧光再发射到较长波长，便于普通电荷耦合器件（CCD）检测。为实现该方案...
本文提出一种用于预测基于荧光的光学生物传感器检测信号的模型与仿真方法。该传感器由光流控波导构成，典型应用是在将病原体相关DNA或RNA序列用荧光标记后，通过流式实验测定生物样品中的病原体浓度。文章概述了传感器几何结构、制备工艺以及预测模型的基本原理，并将模型结果与三种不同传感器设计的实验结果进行比较。传感器利用液芯反谐振反射波导（A...
DNA糖基化酶是碱基切除修复途径中不可或缺的DNA损伤修复酶，可识别并切除DNA中受损碱基；其活性失调会导致修复功能异常并引发疾病。同步检测多种DNA糖基化酶有助于理解细胞正常生理功能并判断疾病前细胞异常，但功能相似的DNA糖基化酶同步检测具有挑战。本文开发了一种多功能双链DNA探针介导的指数滚环扩增（E-RCA）方法，用于同时高灵...
气味结合蛋白（OBP）在昆虫信息素/配体识别和化学感知初始步骤中起关键作用，其基因表达模式与不同生理功能相关。苜蓿盲蝽（Adelphocoris lineolatus）是重要农业害虫，其Plus-C型OBP基因AlinOBP14的生理功能尚不清楚，且传统方法在体外检测昆虫OBP基因表达存在局限。本研究以AlinOBP14为对象，构建...
本文基于结合诱导DNA链置换（BINSD）原理，设计了一种由DNAzyme驱动、以磁珠为信号转换平台的纳米机器生物传感器，用于多种疾病生物标志物的检测。该系统利用互补碱基配对和亲和配体特异性识别，将不同生物标志物的识别事件转换为预设计输出核酸链（SA-DNA）的释放；SA-DNA进一步激活下游DNA纳米机器，产生放大荧光信号。作者分...
CRISPR-Cas12a（Cpf1）可反式切割单链DNA，该特性已被广泛用于核酸检测。本文提出一种新型Cas12a报告子——G-三链体（G-triplex，G3），并构建高灵敏生物传感器G-CRISPR。作者证明激活的Cas12a可在约10 min内反式切割G3结构，且切割导致高级结构破坏，使G3成为优良报告子。G3报告子将分析灵...