本文报道了一种基于生物功能化石墨烯量子点的荧光开启型生物传感器，用于超灵敏检测小细胞肺癌（SCLC）生物标志物神经元特异性烯醇化酶（NSE）。作者采用一锅法自下而上水热路线，以柠檬酸和二乙烯三胺（DETA）为前驱体，原位合成氨基化氮掺杂石墨烯量子点（amine-N-GQDs），并通过 TEM、FTIR、XPS 及 Material ...
细胞基检测是病毒功能表征在基础与应用研究中的关键手段。为克服病毒标记策略的局限并评估关键病毒酶，作者设计并表征了多种细胞基开关型 split GFP 荧光传感器，用于报告病毒蛋白酶活性与病毒感染。这些传感器的核心是通过蛋白结构畸变实现有效且可逆的荧光关闭态：采用单重畸变（GFP11 嵌入 eglin c 或 Npu DnaE spl...
本研究报道两种快速、敏感且全自动的探针上检测（TOP）生物传感器方法，用于检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）病毒特异性总抗体（TAb）和替代中和抗体（SNAb），以评估早期体液免疫反应与新冠患者死亡风险的关系。TOP方法采用重组受体结合域（RBD）包被的石英探针，并引入Cy5-链霉亲和素-多糖（Cy5-SA-P...
碱性磷酸酶（ALP）可将底物中的磷酸基团（-PO4）转化为羟基（-OH），是生物分析中的有用工具、溶解无机磷水平指标及多种疾病生物标志物。传统ALP检测设计中，含-PO4的干扰链和含-OH的目标链均进入同一传感路径，分别产生背景与目标信号，限制了灵敏度并需要复杂设计才能获得满意检出限。本文提出一种基于路径选择的生物传感器（PCB），...
酸性磷酸酶（ACP）是动物和植物中广泛存在的溶酶体酶，可在酸性条件下催化多种磷酸酯水解。异常 ACP 水平常与前列腺癌、骨代谢异常、糖尿病等疾病密切相关，因此被广泛用作临床诊断生物标志物。随着精准医学快速发展，基于现有方法提高 ACP 生物传感器的选择性、灵敏度和适用样品类型，已成为 ACP 相关疾病诊疗的新需求。本综述围绕荧光、比...
外泌体（exosomes, EXs）是细胞分泌的囊泡，可携带核酸和蛋白等分子信息，肿瘤外泌体在肿瘤进展、转移及液体活检中具有重要价值。现有酶联免疫吸附试验、Western blot、质谱及荧光、比色、电化学发光等方法常存在操作繁琐、耗时和灵敏度不足等问题，难以满足早期肿瘤低丰度外泌体检测需求。本文报道了一种基于适配体识别的三维多足D...
乳酸（LA）在肿瘤代谢及多种癌症恶性进展中发挥重要作用。本文报道了一种一步法、免清洗的微流控微滴生物传感器方法，用于高灵敏检测单个肿瘤细胞分泌的乳酸。该方法将乳酸脱氢酶（LDH）辅助的乳酸化学转化反应集成于体积约4.2 nL的水包油微滴中，使乳酸在LDH催化下氧化为丙酮酸，同时烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）被还原为具有内源荧光的NA...
本研究开发了一种基于乙醇脱氢酶（ADH）酶促反应的生化气体传感器（bio-sniffer），用于检测皮肤气体中的乙醇。通过引入液氮气体浓缩器，构建了高灵敏度皮肤气体测量系统。乙醇生物嗅探器由装有ADH酶膜的光纤探针、340 nm紫外LED激发光源和光电倍增管（PMT）组成，通过检测ADH反应生成的辅酶NADH自荧光来测定乙醇。将传感...
实时荧光定量PCR（qPCR）通过实时扩增并测量目标DNA分子，已广泛应用于医学诊断、法医鉴定和农业检测等领域。尽管qPCR在实验室中成熟，但低成本、高速便携系统仍是现场常规应用的瓶颈。本文提出并演示了一种基于光子学的全光纤全光学qPCR系统。该系统采用C-fiber微腔作为纳升级反应容器，利用1440 nm激光驱动并光学监测温度循...
细胞色素P450还原酶（CPR）从烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）获取电子，并将其转移至活性细胞色素P450（CYP）位点，从而提供具有功能的CYP。本研究对一株酵母进行遗传工程改造，删除其内源CPR基因。在该CPR缺失（yRD−）酵母株中表达的人源CYP无活性。作者进一步考察促凋亡蛋白Bax能否替代CPR的缺失：Bax通过产...
鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）是血液、尿路、伤口及肺部医院感染的重要病原菌，尤其易在重症监护室引起严重疾病。本文报道了一种基于柠檬酸封端银纳米颗粒（Cit-AgNPs）和光谱方法监测鲍曼不动杆菌基因组的特异性、高灵敏检测方法。研究以 5′-SH-TTG TGA ACT ATT TAC GTC AGC ...
本文首次利用CRISPR-Cas12a系统构建三种两输入基本逻辑门：AND、OR和INHIBIT。这些逻辑门利用Cas12a系统的可编程性、序列特异性和高碱基分辨能力。其中AND门具有内置生物传感器潜力，可快速、高灵敏、高特异地响应金黄色葡萄球菌等外部病原菌。检测流程为：先提取细菌基因组DNA，再用PCR扩增目标femA基因，随后C...
2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）是农业中广泛使用的除草剂，现有检测方法通常需要多步样品前处理并依赖昂贵仪器。全细胞生物传感器因操作简便、成本低，成为环境污染物现场筛查的潜在工具。本研究以能降解 2,4-D 的 Bradyrhizobium sp. HW13 为基因来源，构建基于 cadA 启动子和 cadR 转录调节子的遗传工程 ...
2′-岩藻糖基乳糖（2′-FL）是人乳低聚糖中主要的岩藻糖基化成分，具有益生元、抗病原、抗炎和降低神经退行性疾病风险等健康益处。本研究开发了一种用于检测 2′-FL 的全细胞荧光生物传感器。通过组成型表达 α-L-岩藻糖苷酶，工程化大肠杆菌可将 2′-FL 催化裂解为 L-岩藻糖和乳糖；采用 lacZ 缺失但保留 lacY 的 E....
军团菌（Lp）是引起人类军团病（LD）的水生细菌。快速检测水系统中的 Lp 对降低 LD 暴发风险至关重要。现有方法需要专业技能且耗时长，从而延误干预。通过生物传感器原位检测 Lp 可快速实施控制策略。为此需要生物识别元件。适配体被认为是生物传感中有前景的生物识别分子。适配体是折叠成特定结构的短寡核苷酸序列，能够结合特定分子。目前尚...
体外诊断需要在极低水平可靠检测目标生物标志物。双信号策略可通过自校准克服实验与环境因素干扰，因而被视为有前景的方法，但现有报道多集中于输出信号能量形式相同。本文提出一步法合成亚甲基蓝包埋沸石咪唑酯骨架材料-90（MB@ZIF-90），其具有高负载、独特双信号性质、优异识别能力和良好稳定性，并首次将 MB@ZIF-90 用作双信号生物...
为便于现场监测环境毒素，本文开发了一种无需固体表面固定和复杂前处理步骤的荧光-表面增强拉曼光谱（SERS）双模态适配体生物传感器，用于灵敏、选择性检测肝毒性微囊藻毒素LR（MC-LR）。传感器设计基于Cy3标记互补DNA（Cy3-cDNA）单链对等离子体金纳米星（GNSs）的亲和性高于Cy3-cDNA/适配体双链。MC-LR优先结合...
基于遗传电路的生物传感器已成为合成生物学中筛选新型生物催化剂和代谢途径的有效分析工具。σ54 依赖性转录因子（TF）相较于多数管家型 σ70 转录因子具有本底沉默特性，可作为此类生物传感器的有价值元件。本文表明，σ54 依赖性 TF 的独特性质可用于调控宿主细胞状态，使其更适合高通量筛选。作者利用鸟苷（五）四磷酸（(p)ppGpp）...
光流体器件能够检测单分子，但通常需要更高的灵敏度与特异性，流体聚焦（HDF）可改善这一性能。本文在10 µm尺度微通道截面中，利用单层牺牲层实现了三维流体聚焦（3DHDF）。该设计通过缓冲液鞘流包裹样品液，需要四个流体端口并以压力驱动流动；在基底中刻蚀形成的低压腔（pit）使样品流下降并展平，随后缓冲液从上方和沟槽（trench）方...
为筛查食源性病原体并预防微生物食物中毒，作者开发了一种微流控生物传感器，用于快速、灵敏地检测鼠伤寒沙门氏菌。该传感器以量子点（QDs）作为荧光探针进行信号读出，并采用二氧化锰纳米花（MnO2 NFs）作为QDs纳米载体实现信号放大。测试前，氨基修饰MnO2纳米花（MnO2-NH2 NFs）通过EDC/NHSS法与羧基修饰QDs偶联形...