循环 miRNA 因低丰度、短长度及家族成员间高序列相似性，其分析仍受限制。DNAzyme 与熵驱动催化（EDC）为无外源蛋白酶的核酸传感提供了工具，但现有设计中信号放大与分子计算常相互分离，放大信号难以转化为下游逻辑电路输入。为此，作者设计了别构调控 DNAzyme 平台，使 miRNA 传感与分子计算由兼容核酸模块构建。计算单元...
甘油是许多生物样品、饮料和食品中的天然成分，准确定量对多种行业和应用具有重要意义。本文报道了一种用于定量多种样品类型中甘油的简单、快速且可靠的生物传感器，包括水、酒精饮料、香醋、蜂蜜、糖浆和人工尿。该系统利用绿色荧光蛋白（GFP）标记的大肠杆菌甘油激酶（GK-GFP），结合GFP标记蛋白差异扫描荧光法（DSF-GTP），通过甘油结合...
镉（Cd）污染严重威胁水生生态系统与人类健康。浮萍（Lemna turionifera 5511）是重金属污染水体植物修复的潜在材料，但其响应 Cd 胁迫的信号机制尚不清楚。多巴胺（DA）在动物中为神经递质，近年也被认为是植物中潜在调节分子，但其在重金属胁迫下的动态变化尚未明确。本研究利用遗传编码荧光多巴胺传感器 GRAB-DA2h...
本研究报道并验证了一种新型光学生物传感器，用于早期检测前列腺癌患者血清中总前列腺特异性抗原（tPSA）。该传感器将铽-蒽-9-甲醛（Tb-A9C）配合物嵌入环氧功能化羧甲基纤维素（CMC）聚合物薄膜中。通过溶剂效应和金属/配体摩尔比优化，确定二甲基亚砜（DMSO）和1:1（Tb:A9C）为最佳条件，在545 nm获得最大发光强度。S...
快速准确检测病原菌对医疗、食品安全和环境监测至关重要。本文报道了一种基于水热法合成碳点的荧光生物传感器，用于灵敏、选择性检测大肠杆菌DNA。经场发射扫描电镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和能量色散X射线光谱表征，证实碳点具有纳米形貌、结构完整性和表面官能团。氨基修饰的NH2-BL21 DNA探针可与目标序列特异性杂交，产生可定量荧...
自噬是维持胰腺β细胞功能的关键分解代谢过程，在1型糖尿病中受损，但其在自身免疫糖尿病发生过程中的缺陷时相尚不清楚。作者构建由胰岛素/兔β珠蛋白混合启动子（RIP1）驱动、AAV8包装的mCherry-eGFP-LC3B双荧光生物传感器，实现β细胞选择性表达。通过活体双光子显微镜在时空上关联eGFP与mCherry信号，追踪自噬体与溶...
胆绿素（BV）和胆红素（BR）是已知的内源性抗氧化剂和免疫调节分子，但其在男性生殖道中的作用尚不明确。本研究采用荧光蛋白生物传感器HUG（HELP–UnaG）同时定量42例接受不育评估男性的人精浆中BV和未结合BR，并分析其与基本精液参数的关系。结果显示，88.1%的样品中BV浓度高于BR；BV浓度为51.8–611.2 nM，BR...
草甘膦是全球使用最广泛的除草剂，但现有检测方法多依赖实验室色谱，需要昂贵设备和专业人员。本文报道一种低成本、可现场部署的荧光生物传感平台，用于水和土壤中草甘膦检测。作者通过策略性荧光团定位优化了大肠杆菌周质结合蛋白 PhnD 的工程变体，使其在结合草甘膦后产生稳健的荧光增强。该生物传感器被集成到自包含的3D打印微型荧光仪中，为非专业...
稀土元素（REEs）是新兴技术的关键组分，但其开采与精炼过程劳动密集、成本高且环境破坏大，开发绿色高效的分离方法至关重要。本文设计并表征了一种基因编码荧光指示剂（GEFI）构建体，将超折叠绿色荧光蛋白（sfGFP）与双稀土结合标签（2×dLBT）融合。2×dLBT 插入 sfGFP 第7链靠近发色团处，镧系离子结合后诱导构象变化，改...
细胞内氧化还原平衡由氧化剂与还原剂的相对水平决定，对细胞信号、代谢和死亡等过程至关重要。遗传编码氧化还原敏感绿色荧光蛋白（roGFPs）可时空监测细胞内氧化还原电位，但现有传感器荧光强度低、响应弱，限制了其在高尔基体等亚细胞器及活体动物中的应用。本研究通过定点突变将 Superfolder GFP（sfGFP）和 pHluorin3...
杂交链反应（HCR）通常由两个DNA发夹组成，是生物分析中常用的信号放大工具。本文报道了一种基于单个DNA发夹结构的新颖HCR纳米线。该发夹茎部被合理设计为回文序列，在引入启动DNA链后可发生自杂交链反应（SHCR）。与传统双发夹HCR纳米线相比，单发夹SHCR纳米线实现了近两倍的信噪比提升，并对单碱基错配表现出更好的选择性。通过将...
鸭瘟病毒（DPV）是畜禽环境中高传染性的α-疱疹病毒，可造成鸭群严重发病和经济损失，亟需特异性诊断工具。本研究开发了一种用于检测DPV强毒株的新型荧光生物传感器（R-C-CHA），将重组酶聚合酶扩增（RPA）、CRISPR/Cas12a系统和催化发夹组装（CHA）信号增强策略相结合。RPA引物针对DPV-CHv保守UL2基因区域设计...
为满足 SARS-CoV-2 快速、灵敏的即时检测需求，作者设计并制备了一种基于氮/氧掺杂碳量子点（N/O-CQDs）嵌入环氧基功能化羧甲基纤维素（EP-CMC）薄膜的新型荧光生物传感器。该平台通过共价固定抗 SARS-CoV-2 刺突蛋白单克隆抗体，利用 320 nm 激发、440 nm 发射的荧光猝灭与恢复机制实现定量检测。傅里...
膜脂质在细胞膜双层中呈异质分布。在酿酒酵母中，面向胞质侧的二酰甘油（DAG）池从液泡膜到芽极化质膜两端富集，但其空间分布如何维持仍不清楚。本研究利用全基因组 DAG 荧光生物传感器筛选，鉴定了调控 DAG 空间分布的基因，富集于囊泡运输、脂质运输、磷脂和固醇代谢相关蛋白。部分突变体出现 DAG 主要错误定位至质膜，其中预测脂酶 Dr...
多路活细胞成像可在活细胞中同时可视化多条信号通路，为复杂细胞网络提供实时洞察。该方法在癌症生物学等领域尤为关键，因为信号活性在病理进展和获得治疗耐药过程中表现出异质性、反馈调节、串扰及动态变化。传统生化检测虽通过静态或群体水平分析推进了对信号特征的理解，但缺乏单细胞分辨率下捕捉动态事件所需的时间分辨率。近期方法学创新通过多种策略扩展...
准确检测白蛋白对诊断多种疾病至关重要。本研究开发了一种基于铈（Ce）掺杂碳量子点（CQDs）的荧光传感器，用于检测血液和尿液样品中的牛血清白蛋白（BSA）。原始 CQDs 和 Ce-CQDs 通过柠檬酸热解法合成，二者分别在 415 nm 和 426 nm 处出现发射峰。基于加入 BSA 后 Ce-CQDs 的光致发光（PL）增强效...
遗传编码荧光生物传感器可将特定生物分子事件转换为可光学检测的信号，但成像生物分子过程常需修饰相关蛋白，且许多分子过程仍难以成像。本文提出一种利用荧光蛋白光学性质方向性这一此前被忽视检测原理的生物传感器设计。该传感器称为FLIPs，具有极其简单的设计、高灵敏度、多路复用能力、比率读出等优点，且无需修饰靶标。作者通过实时成像G蛋白偶联受...
本文是《自然·通讯》期刊发布的一篇更正与修订说明，对应原论文题为“一种用于活体成像细胞外L-乳酸动态的红色荧光基因编码生物传感器”。更正内容指出原发表版本中第4图出现错误，现以正确图4替换，原文章已作修正。该更正文本本身未包含原论文的摘要、引言、方法、结果或结论，因此无法从中提取传感器的具体组成、识别元件、信号标记、检测原理、线性范...
荧光生物传感器是借助功能显微镜在活细胞内以高时空分辨率探测分析物动态和酶活性的关键工具。近年来，兼具合成荧光团与遗传编码识别单元优势的混合型或称化学遗传生物传感器迅速发展。合成荧光团具有光谱多样性、高亮度和高光稳定性，而遗传编码识别单元则提供高特异性与敏感性。除提升光学性能外，合成化学还能扩展识别单元本身，使原本难以检测的分析物成为...
海藻糖是蚜虫血淋巴中的主要糖类，但由于蚜虫体型小，单虫水平准确定量在技术上具有挑战性。本研究利用基于绿色荧光蛋白（GFP）的荧光生物传感器 Tre-C04，在单只蚜虫水平定量血淋巴海藻糖，并以高效液相色谱（HPLC）作为基准，考察物种及翅型差异。HPLC 测定池样豌豆蚜成虫血淋巴海藻糖为 218.9±34.4 mM，而 Tre-C0...