伏马毒素B1（FB1）是镰刀菌产生的次级代谢物，具有强毒性，被国际癌症研究机构（IARC）列为2B类致癌物，对人和动物健康构成显著威胁，因此开发简便可靠的FB1检测方法至关重要。本研究开发了一种基于核酸适配体的生物传感器，利用等离子体改性氧化石墨烯（mGO）作为荧光猝灭剂检测FB1。该体系利用mGO与5-羧基荧光素（FAM）标记的F...
精确区分蛋白酶的蛋白丰度与催化活性是生物医学诊断中的关键难题，因其生物学功能重叠、调控机制复杂且受内源生物分子干扰。本文报道一种新型双锁DNA生物传感平台，以髓过氧化物酶（MPO）为例，同时整合适配体介导的分子识别与次氯酸（HOCl）触发的氧化切割，以严格评估MPO蛋白表达和酶功能。具体而言，MPO与构象结构化DNA适配体相互作用可...
肠道病毒因环境稳定性高且感染剂量极低，是水源性感染的重要病原。现有分子诊断方法虽准确，但多依赖热循环和集中实验室，难以用于去中心化或资源有限场景。本研究开发了一种基于分裂脱氧核酶（split deoxyribozyme）的等温生物传感器，用于快速检测肠道病毒RNA。该传感器由两条寡核苷酸Dz1和Dz2组成，二者与肠道病毒RNA保守序...
血吸虫病是由血吸虫属寄生性吸虫引起的被忽视热带病，全球至少2.5亿人感染，另有7.79亿人面临感染风险。日本血吸虫主要分布于中国、菲律宾和印度尼西亚，可引起人肠道血吸虫病，并感染多种哺乳动物。本研究进一步发展和优化了用于检测血吸虫的‘SNAILS’DNA生物传感器技术，并将其应用于日本血吸虫的种特异性检测。在设计的4对新探针中，1对...
随着辅助生殖技术发展，精子冷冻保存在临床和研究中日益重要，但冻融过程中维持DNA完整性仍是难题。本研究提出一种基于TdT/Cas12a的生物传感器，用于精子DNA断点的精确检测与定量。与传统精子染色质结构分析（SCSA）相比，该传感器具有极高灵敏度，可检测低至0.001 nM的DNA断裂，并具备分子水平分辨率，可实现断点定位与定量。...
细胞外囊泡（EVs）已成为有前景的生物标志物和治疗载体，但传统方法使其定量仍具技术挑战。本文报道一种低成本、基于荧光的纸基免疫检测试纸条，用于快速半定量估算 EV 浓度，其设计受 pH 试纸启发。该检测采用硝酸纤维素（NC）膜，膜上功能化抗 CD63、CD9 和 CD81 捕获抗体，并使用 ExoBrite 荧光染料检测 EV。作者...
HUG是HELP-UnaG重组融合蛋白，兼具HELP与UnaG的功能。其中HELP域为热响应性人类弹性蛋白样多肽，可形成包裹UnaG域的屏蔽结构；UnaG域在结合胆红素后发出胆红素依赖性绿色荧光。本文系统回顾该双功能合成蛋白从各蛋白模块的理论基础到宏观分子与功能性质详细表征的技术开发过程。这些知识为HUG的标准化生产和在胆红素及其类...
单链核酸的精准高效识别对病理研究和疾病早期诊断（如癌症）至关重要。本文设计了一种新型生物传感器，采用精心构建的“手抓-环”结构传感探针，以增强检测灵敏度并降低背景信号。该探针将基于环形锁（ring padlock）的目标识别与基于发夹结构探针（H probe）的信号放大相结合。目标序列与环形锁互补结合后，在聚合酶辅助下发生单链延伸，...
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...
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...
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...
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...
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 ...
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 ...
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...
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...
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...
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...
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 ...
本文报道了一种基于1,3-丙二硫醇（PDT）功能化银纳米粒子（PDT-AgNPs）内滤效应（IFE）的维生素B12（VB12）荧光检测方法。PDT通过Ag–硫醇相互作用修饰在AgNPs表面，并诱导其硫醇介导聚集，使荧光显著增强，激发与发射峰分别位于360和410 nm。VB12在360 nm附近具有强吸收，与PDT-AgNPs激发谱...