Construction of cadmium whole-cell biosensors and circuit amplification.
由于镉污染普遍且危害严重，建立高效、低成本的镉监测技术具有重要意义。本研究首先利用不同检测元件、报告元件和宿主的组合，设计了30种镉全细胞生物传感器（WCB）。经预筛选，以铜绿假单胞菌KT2440为宿主、由镉响应转录因子CadR和红色荧光蛋白mCherry构成的KT-5-R表现最佳，被选作进一步分析和工程改造对象。为提高灵敏度，作者...
Recombinant organophosphorus hydrolase (OPH) expression in E. coli for the effective detection of organophosphate pesticides.
有机磷农药的广泛使用及其健康危害使可靠、选择性、低成本和高灵敏度的检测方法成为迫切需求。本文报道了一种基于大肠杆菌表达重组有机磷水解酶（OPH）的新型生物传感器。作者构建了 N 端 His-NusA 标记的 His-Nus-OPH，并分别以溶液相酶和负载 His-Nus-OPH 的藻酸盐微球开发比色生物传感器。比色法中，溶液相和包埋...
A highly sensitive method for simultaneous detection of hAAG and UDG activity based on multifunctional dsDNA probes mediated exponential rolling circle amplification.
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...
OBP14 (Odorant-Binding Protein) Sensing in
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...
Development of Er
本文报道了利用液相脉冲激光烧蚀（LP–PLA）法制备 Er3+、Yb3+ 共掺杂 Y2O3 上转换纳米颗粒（NPs）的方法及其光学性质。作者首先通过放电等离子烧结（SPS）制备高密度 Er,Yb:Y2O3 陶瓷靶材，再在乙醇中以 Nd:YAG 激光烧蚀获得纳米颗粒。TEM 与 HR-TEM 显示多数颗粒直径小于 50 nm，主要粒径...
A signal conversion system using binding-induced strand displacement for disease biomarker assay.
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...
G-triplex: A new type of CRISPR-Cas12a reporter enabling highly sensitive nucleic acid detection.
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...
State-of-the-art progress of switch fluorescence biosensors based on metal-organic frameworks and nucleic acids.
金属有机框架（MOFs）因比表面积大、孔隙率高、结构可调，在传感分析领域受到广泛关注。近年来，MOFs 作为高效荧光猝灭剂被深入研究；其对荧光标记核酸等特异性生物识别分子的荧光猝灭效率高，可用于构建低背景信号的开关荧光生物传感器。这类策略使生物传感器具有特异性强、操作简便、成本低廉、超灵敏、快速及多目标检测等优势。目前，基于 MOF...
Novel nucleic acid origami structures and conventional molecular beacon-based platforms: a comparison in biosensing applications.
核酸纳米技术通过设计合成核酸链构建纳米级功能体系，其结构特性与构象多态性使其在生物传感中具有吸引力。本综述系统比较了分子信标（MB）和DNA折纸（DNA origami）两类核酸支架在生物传感中的最新进展。MB属于传统发夹茎环结构，通常两端标记荧光团和淬灭剂，靶序列与环区杂交后构象打开，引起荧光变化，可用于核酸、蛋白、金属离子和病原...
Rapid and sensitive triple-mode detection of causative SARS-CoV-2 virus specific genes through interaction between genes and nanoparticles.
2019冠状病毒病（COVID-19）传染性强，威胁人类健康，目前尚无特效药或疫苗，因此亟需建立快速、灵敏的早期诊断平台，以便在快速诊断后对感染者进行物理隔离。本文提出一种基于金纳米颗粒（AuNPs）的比色/表面增强拉曼散射（SERS）/荧光三模式生物传感器，可在40 min内快速、选择性检测病毒RNA。作者合成了平均粒径约17 n...
Affinity biosensors developed with quantum dots in microfluidic systems.
量子点（QDs）是尺寸2–10 nm的合成半导体纳米晶，因量子限域效应具有高摩尔吸收系数、抗化学降解、高量子产率及尺寸可调发射等独特光电性质。与有机荧光染料相比，QD发射带更窄、吸收带更宽，有利于细胞成像和生物传感中的多目标检测。随着纳米材料被集成到微流控系统，微流控技术凭借其经济、可重复、易修饰和易与其他技术集成的优势，加速了纳米...
Sensitive and selective methanol biosensor using two-enzyme cascade reaction and fluorometry for non-invasive assessment of intestinal bacteria activity.
为无创评估肠道菌群状态，甲醇（MeOH）受到关注。本研究开发并比较了两种液相甲醇生物传感器。一种称为 AOD 电传感器，利用酒精氧化酶（AOD）和氧电极，通过 AOD 催化氧化 MeOH 引起的氧消耗进行电化学测量。另一种称为 AOD-FALDH 荧光传感器，利用 AOD 与甲醛脱氢酶（FALDH）的级联反应并结合光纤传感器，检测双...
Ultrasensitive detection of micrococcal nuclease activity and Staphylococcus aureus contamination using optical biosensor technology-A review.
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）是引起全球食源性疾病的重要病原菌，其分泌的微球菌核酸酶（micrococcal nuclease, MNase）可作为识别S. aureus污染的特异性诊断生物标志物。传统培养、放射性标记、凝胶电泳和酶联免疫等方法存在耗时长、操作繁琐、结果不准确或需要...
Homogentisic Acid-Based Whole-Cell Biosensor for Detection of Alkaptonuria Disease.
临床需要简单、定量的工具检测黑尿病患者体内的尿黑酸。本研究报道了一种基于绿色荧光蛋白表达的全细胞生物传感器，用于检测尿黑酸并辅助诊断黑尿病。该传感系统利用从铜绿假单胞菌基因组中分离的 hmgA 启动子序列，构建 phmgA::GFP 转录融合模块。为提高灵敏度，作者将该传感模块转入多个在苯丙氨酸和酪氨酸经尿黑酸代谢步骤中受损的转座子...
Integration of fluorescent polydopamine nanoparticles on protamine for simple and sensitive trypsin assay.
胰蛋白酶（TRY）是多种疾病的重要指标。本文报道一种基于环境友好型生物安全探针的简单灵敏TRY检测方法。通过可控方法制备直径约4.8 nm的负电荷荧光聚多巴胺纳米颗粒（PDNPs）。PDNPs具有良好荧光性能，但与鱼精蛋白（Pro）结合后，通过静电作用、氢键及合适粒径形成聚集诱导猝灭体系（PDNPs-Pro），猝灭机制为静态猝灭。由...
Testing-on-a-probe biosensors reveal association of early SARS-CoV-2 total antibodies and surrogate neutralizing antibodies with mortality in COVID-19 patients.
SARS-CoV-2 感染后最初数天内早期体液免疫应答与死亡风险的关联尚未充分阐明，部分原因是缺乏足够敏感的抗体检测方法。本研究报道两种敏感且全自动的探针上检测（TOP）生物传感器检测法，用于检测 SARS-CoV-2 病毒特异性总抗体（TAb）和替代中和抗体（SNAb），适用于临床使用。TOP 检测采用 RBD 包被石英探针，并使...
A simple, one-pot and ultrasensitive DNA sensor via Exo III-Assisted target recycling and 3D DNA walker cascade amplification.
快速、灵敏且易操作的核酸检测在早期临床诊断中日益重要。本文构建了一种简单、一锅式且超灵敏的 DNA 传感器，将核酸外切酶 III（Exo III）辅助靶标循环扩增（ERA）与三维 DNA walker 级联放大相结合。当存在单链 DNA 靶标时，ERA 过程被激活并产生大量行走链（WS）。随后，由 Exo III 驱动的 WS 沿磁...
An amplifying DNA circuit coupled with Mg
双酚A（BPA）对人体健康有害，因此开发新的BPA检测方法具有重要意义。本文设计了一种BPA生物传感器，将放大DNA电路与Mg2+依赖性DNAzyme整合到传感系统中。BPA-适配体结合可激活基于toehold介导链置换反应的DNA电路，实现信号放大。通过协同DNA杂交形成具有催化活性的Mg2+依赖性DNAzyme，其可将双标记底物...
Gold nanocluster-europium(III) ratiometric fluorescence assay for dipicolinic acid.
本文设计了一种用于检测二吡啶甲酸（DPA）的比率荧光检测方法。DPA是芽孢杆菌芽孢的特异性化合物，可作为炭疽芽孢杆菌芽孢在食品和医疗产品安全分析中的生物标志物。该双通道荧光探针整合了Eu3+离子和金纳米簇（Au NC）两种荧光材料：Au NC作为参考通道用于校正背景噪声，Eu3+作为DPA特异性响应信号通道。探针通过牛血清白蛋白（B...
Perchlorate detection
临时爆炸装置（IED）常使用易得且难溯源的原料，高氯酸盐作为氧化剂广泛用于IED和商用弹药，因此需要可靠检测方法以支持法医调查和环境水污染溯源。本文提出以秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）作为高氯酸盐生物传感器，替代现有昂贵、技术复杂且耗时的方法。首先用离子交换色谱验证线虫对高氯酸盐的摄取动力学，再评估高氯...