早期癌症检测需要能够同时测定临床样本中多种痕量肿瘤标志物的高灵敏生物传感器。既往微阵列或颜色编码微珠多联检测在单孔内多联能力有限，且不同孔孵育参数难以统一，导致小样本检测困难并延长检测时间。本文提出在单颗三维多孔钙藻酸盐微珠上实现多联分析。由于钙藻酸盐免疫微珠具有高比表面积，所提多联方法的灵敏度和线性动态范围显著提高。基于直接夹心免...
本文初步验证氧化石墨烯（GO）纳米片可增强重组酶聚合酶扩增（RPA）。GO 通过吸附 RPA 反应组分诱导局部聚集，提高扩增效率；重组酶先与引物结合形成核蛋白丝并被 GO 吸附，改变其结构。基于 GO 增强 RPA 构建了等温荧光“开启”生物传感器，用于检测 RNA 干扰（RNAi）转基因植物。FAM 标记引物被 GO 吸附并通过荧...
植物利用电信号和化学信号进行系统性通讯。例如，草食动物取食可触发局部细胞壁谷氨酸积累、系统性电信号和钙波，从而向邻近叶片传递损伤信息并启动防御。为监测植物细胞外和细胞内谷氨酸浓度，作者构建了表达基因编码荧光谷氨酸传感器的拟南芥品系。与定位于细胞质的传感器不同，展示于质膜外表面的传感器变体抑制植物生长和正常发育。高亲和展示型传感器品系...
海洋水体正快速受到多种污染物污染，其中汞因高毒性、迁移性和生物富集性成为重点危害物质。现有汞检测方法虽准确，但常依赖昂贵、复杂且耗时的仪器，难以满足现场快速监测需求。本文报道了一种基于疏水蛋白嵌合体的荧光生物传感器，用于检测海水中的二价汞离子（Hg2+）。该嵌合体由疏水蛋白 Vmh2 与组氨酸富集荧光肽 H3w 融合构建，Vmh2 ...
凋亡是维持内环境稳态的程序性细胞死亡，其紊乱与多种疾病相关；caspase-3是凋亡通路关键效应酶，其活性可作为凋亡标志。本文报道一种基于最亮单体绿色荧光蛋白mNeonGreen2的遗传编码开关型分子生物传感器。该传感器将caspase-3识别底物DEVD序列插入mNeonGreen2，并通过插入Nostoc punctiforme...
本研究利用 hCaM-M124C-mBBr 荧光生物传感器和分子动力学（MD）模拟，考察四种钙调蛋白（CaM）相关肽在不同钙当量下与 CaM 的相互作用。由于该生物传感器灵敏度高，作者根据每种肽在不同钙当量下的荧光滴定结果计算了五个解离常数（Kd），发现钙饱和度与 Calspermin、nNOS 和 skMLCK 肽亲和力呈正相关；...
本文设计了一种简单、低成本、创新性的Tb3+–阿托伐他汀（Tb3+–Ator）光探针，并将其作为光谱荧光检测的核心，用于血清中两种重要生物分子——孕酮（PGS）和睾酮（TST）的灵敏测定。Tb3+–Ator复合物在545 nm处具有特征发射带和显著发光强度；在pH 6.2和7.5两种条件下，分别可被PGS和TST猝灭。通过优化实验条...
本文设计了一种新颖、简便且低成本的 Tb3+–辛伐他汀（simvastatin）光探针，并将其作为光谱荧光法的核心，用于在不同基质中灵敏测定叶酸（FCA）、孕酮（PGS）、睾酮（TST）和维生素 D3（Vit. D3）四种重要生物分子。Tb3+–辛伐他汀配合物在 545 nm 处具有特征且较强的发光带，在叶酸、孕酮、睾酮和维生素 D...
寡核苷酸序列传感的关键挑战之一是在单一传感器中实现多重 DNA 检测。本文构建了一种基于多孔有机聚合物（POP）纳米球的简单高效荧光生物传感平台，用于同时检测多重 DNA。该平台利用 POP 纳米球对染料标记单链 DNA（ssDNA）荧光发射的高效猝灭作用：多个荧光探针通过静电吸引和 π-π 堆积非共价组装在 POP 纳米球表面，其...
设计了一种新颖、简便且经济的 Tb3+–阿昔洛韦光探针，并以其为核心构建光谱荧光法，用于在不同基质中灵敏测定两种重要生物化合物。Tb3+–阿昔洛韦复合物在 545 nm 处具有特征且强荧光发射带，在 pH 5.0 和 9.0 下分别被叶酸和维生素 D3 猝灭。优化条件后，最佳工作溶剂为乙腈，激发波长为 340 nm。叶酸在片剂、尿液...
微小RNA（miRNA）的高灵敏、高特异检测仍具挑战。本研究开发了一种简单灵敏的荧光生物传感器，用于检测miRNA，其将聚多巴胺包覆磁性纳米颗粒（MNPs@PDA）与双链特异性核酸酶（DSN）相结合。MNPs@PDA可通过多巴胺在磁性纳米颗粒表面自氧化聚合简便合成。在二价金属离子辅助下，MNPs@PDA可通过多价金属介导配位特异性结...
本文提出一种基于无标记鸟嘌呤富集单链DNA（LFGr-ssDNA）、吖啶橙（AO）和金属-酚纳米材料（纳米单斜晶铜-单宁酸，NMc-CuTA）相互作用的荧光生物传感器，用于顺序检测Pb2+和抗癌药物表柔比星（Epn）。LFGr-ssDNA和AO通过π-π堆积和静电作用强烈吸附在NMc-CuTA表面，导致AO荧光猝灭。加入Pb2+后，...
神经元在不同时空尺度上整合输入，理解 G 蛋白偶联受体（GPCR）介导信号事件的时序对阐明神经系统药物作用机制至关重要。活细胞中信号动力学的测量因荧光生物传感器和染料的采用而发生转变，这些工具将生物信号转换为可用显微成像或荧光酶标仪记录的光学信号。本文介绍这些方法的应用实例：（1）利用 cAMP 和 arrestin 生物传感器对阿...
工业发酵过程需要高鲁棒性，但培养基组分、发酵产物和物理扰动会引起细胞应激并降低性能。胞外表现已被广泛研究，而胞内状态因缺乏实时监测工具仍知之甚少。遗传编码荧光生物传感器已成为改善微生物生产力和胁迫耐受性的有前景工具。本研究将感知酿酒酵母胞内环境（pH、ATP、氧化应激、糖酵解通量和核糖体生产）的荧光生物传感器整合为通用工具箱。作者开...
本文设计了一种高选择性、高灵敏度的“OFF−ON”荧光生物传感器，用于细胞内Cu2+检测。该工作将Cu(I)催化点击反应的高选择性与基于球形核酸（SNA）的三维DNA walker的超高灵敏度相结合，解决了Cu2+检测可靠性问题。通常，将N3-S1和Cy3-HP共偶联到金纳米颗粒（AuNPs）上构建DNA轨道；此时Cy3荧光基团靠近...
CRISPR/Cas已成为多种物种基因工程中最可靠的系统，但围绕其可能引发意外DNA改变的风险日益增加，因此开发能够检测并报告生物系统中活性CRISPR/Cas工具存在的系统十分必要。本研究开发了四种实时检测系统，可自发指示植物中用于基因编辑和基因调控的活性CRISPR-Cas工具，包括CRISPR/Cas9核酸酶、碱基编辑、先导编...
为维持健康代谢状态，维生素D主要以25-羟基维生素D3（25(OH)D3）形式储存，对骨骼强化和钙稳态重要，因此需要检测血清水平。现有25(OH)D3定量方法成本较高，亟需低成本、高灵敏检测方法。本研究利用适配体和氧化石墨烯（GO）开发了一种经济且敏感的传感器。适配体为对靶标敏感的寡核苷酸，GO二维纳米片提供优异淬灭表面。5'端荧光...
多巴胺（DA）和去甲肾上腺素（NE）是调节多种脑功能的关键神经调质，常协同作用。由于缺乏高选择性观察其时空动态的技术，解析二者关系困难。尽管已开发检测 DA 的遗传编码荧光生物传感器，但其选择性不足，难以区分 DA 与 NE。本文报道了一种红色荧光遗传编码 GPCR 激活报告器 R-GenGAR-DA，用于检测 DA。具体而言，将环...
循环信号放大技术已被广泛用于核酸、蛋白、酶、三磷酸腺苷(ATP)、金属离子、外泌体等重要生物分子的超灵敏检测。由于这些生物分子在复杂生物样品中含量低，传统检测方法难以满足快速、简便的疾病诊断与监测需求。基于循环信号放大技术的荧光生物传感器因操作简便、成本低、时间短、灵敏度高和特异性好而成为研究热点。本文系统介绍了滚环扩增(RCA)、...
开发高性能荧光生物传感器以成像细胞内microRNA对癌症医学具有重要意义。熵驱动反应辅助信号放大策略因无需酶和发夹DNA探针而具有巨大潜力，但仍存在生物稳定性差、细胞摄取效率低和准确性不足等问题。为此，本文提出一种光响应且金属有机框架封装的DNA四面体熵驱动放大器。首先，将直链DNA探针锚定在双DNA四面体顶点，显著增强整个传感系...