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...