遗传编码荧光生物传感器可实时监测活细胞内的生化活动，但其多路复用能力受荧光蛋白发射光谱重叠和可用光谱空间限制。本文开发了一套遗传条形码蛋白，利用不同颜色荧光蛋白与不同亚细胞定位的组合，可生成超过100个条形码，并与常用生物传感器光谱可分离。将表达不同荧光生物传感器的条形码细胞混合后，通过共聚焦光谱成像同时采集条形码与生物传感器信号，...
食品过敏已严重影响部分人群生活质量甚至危及生命，目前尚无有效治愈手段，避免摄入含过敏原食品仍是预防过敏疾病最有效方式，因此亟需开发快速、准确、灵敏且可靠的食品过敏原检测方法。适配体是通过系统进化配体指数富集（SELEX）筛选得到的寡核苷酸序列，能以高特异性和选择性结合多种靶标，并可结合不同换能技术构建多种适配体传感器。近年来，随着新...
金属有机框架（MOFs）作为多孔纳米材料已广泛用于工业和生物医学领域。本文首次引入一种不可预测的一锅法，在高重力辅助下于更绿色介质中合成氨基化 MIL-53（NH2-MIL-53）。随后将卟啉分子修饰到 MOF 表面，以提高所制备纳米复合材料对遗传材料和原位细胞蛋白结构的敏感性。遗传结构域与卟啉氮原子以及表面羟基之间形成氢键的概率相...
本研究开发了一种用于敏感检测鼠伤寒沙门氏菌的荧光生物传感器，结合低梯度磁场与基于Faster R-CNN的深度学习算法识别细菌细胞上的荧光斑点。首先，用包被捕获抗体的磁性纳米微球（MNBs）从样品背景中分离目标菌，形成磁性菌；随后，用修饰检测抗体的异硫氰酸荧光素荧光微球（FITC-FMs）标记磁性菌，形成荧光菌。在低梯度磁场作用下，...
本文报道了一种基于多色银纳米团簇/氧化石墨烯（Ag NCs/GO）杂化材料的可激活荧光生物传感器。该材料在目标响应下发生构型转变，借助熵驱动、无酶的 toehold 介导链置换反应实现荧光发射位移与增强。作者设计了两条荧光 Ag NCs 合成路线，用于构建 toehold 置换型 Ag NCs/GO 生物传感器。以流感 A 病毒 H...
鲑鱼里氏杆菌（Piscirickettsia salmonis）是智利鲑鱼养殖中鱼鲑里氏病的主要病原。许多细菌通过产生 N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）作为群体感应（QS）信号分子，以细胞密度依赖方式调节基因表达，从而调控生理特性及多种细菌机制。本研究将荧光生物传感器系统与气相色谱-质谱（GC/MS）相结合，用于检测 P. salm...
尿苷二磷酸 N-乙酰氨基葡萄糖（UDP-GlcNAc）是糖基转移酶合成糖蛋白、糖胺聚糖、糖脂和糖 RNA 的核苷糖底物，也是 O-GlcNAc 蛋白修饰的动态供体，连接营养、代谢、信号与疾病。为在生物体系中实时监测 UDP-GlcNAc，本文报道首个遗传编码绿色荧光 UDP-GlcNAc 传感器 UGAcS。该传感器将环化置换绿色荧...
本研究建立了一种基于 G-四链体/N-甲基正卟啉 IX（G4/NMM）和对硝基酚（PNP）的碱性磷酸酶（ALP）荧光生物传感器。G4/NMM 是一种无标记荧光报告体系，在 400 nm 激发下于 610 nm 产生强荧光，长波长发射有助于避免生物自荧光。PNP 在 400 nm 附近具有强吸收，可通过内滤效应降低 G4/NMM 的荧...
一氧化氮（NO）既是重要的抗菌效应分子，也能通过抑制单核细胞来源吞噬细胞招募来限制组织损伤。利什曼原虫（Leishmania major, L. major）等胞内病原体可劫持这些细胞作为复制生态位，因此 NO 可能通过限制增殖允许宿主细胞的可用性来控制感染。作者结合数学模型与活体双光子生物传感器，对病原体活力和增殖进行定量分析，发...
基于荧光“开-关-开”策略，我们构建了一种简单、高灵敏的DNA荧光生物传感器，用于检测microRNA（miRNA），无需复杂耗时操作。碳点（CDs）成功合成并偶联至单链燃料DNA末端，该燃料DNA通过π-π堆积吸附于氧化石墨烯（GO）表面，导致荧光淬灭。在目标miRNA let-7a存在时，燃料DNA从GO表面脱附，并通过双链DN...
适配体因能高亲和、高选择识别小分子，被广泛用于小分子生物传感器。结构切换适配体可将靶标诱导的构象变化直接转化为功能输出，但传统SELEX通常不筛选产生显著构象变化所需的序列，已有修饰选择方法又受固定化步骤限制。本文报道一种基于限制性内切酶的同相结构切换适配体选择方法（RE-SELEX），利用EcoRI-HF对双链识别位点的切割活性，...
鉴于 COVID-19 及其变异株持续传播、未来动物源冠状病毒再传播风险以及现有冠状病毒抗病毒药物不足，亟需改进 SARS-CoV-2（CoV2）及其他冠状病毒抗病毒药物筛选方法。本文报道了一种基于活细胞的荧光检测系统，用于评估关键且高度保守的 CoV2 靶点——主 3C 样蛋白酶（Mpro）的细胞内功能。该系统通过表达天然野生型成...
由于 DNA 甲基化在癌症发生中具有重要作用，亟需高灵敏分析方法用于早期诊断和临床药物治疗。本研究开发了一种无标记光学基因传感方法，用于识别 APC 基因启动子区甲基化 DNA，并区分非甲基化 DNA 与甲基化 cDNA。该体系采用硫堇/草酸盐聚合物作为光学探针，pDNA 探针与不同 cDNA 序列杂交后，通过紫外-可见吸收和荧光光...
肝细胞癌（HCC）是全球重大健康挑战，与慢性炎症密切相关，靶向炎症因子是 HCC 诊断和治疗的重要策略。焦谷氨酸氨基肽酶 I（PGP-I）是一种常见外肽酶，近期被鉴定为新型炎症细胞因子，但其是否参与 HCC 发生发展并作为生物标志物尚不清楚。为此，本研究利用新开发的荧光 PGP-I 生物传感器 DCID-pGlu，对活细胞和体内内源...
多光谱活细胞成像可利用光谱不同的生物传感器在空间和时间维度同时检测生物过程，但不同荧光生物传感器的灵敏度、动态范围等差异可能影响同一分析物在不同亚细胞区室中的准确共成像。本研究建立了一种单色多参数成像方法，利用 H2O2 生物传感器 HyPer7 同时检测细胞核、胞质和线粒体中的过氧化氢。通过共培养稳定表达不同靶向 HyPer7 的...
由于 L-寡核苷酸具有内在核酸酶抗性，其在分子工具与传感器开发中应用日益增加，但长链 L-寡核苷酸的合成仍具挑战，可能限制未来应用。本文报道了一种简便且通用的策略，利用 T4 RNA 连接酶 1 将两个或多个较短片段组装为长链 L-RNA。作者设计了在 5′ 和 3′ 末端含有 D-核糖核苷酸的 L-RNA 供体与受体片段，通过 T...
MXene量子点具有良好生物相容性和优异光学性质，在活性氧（ROS）清除和荧光传感等生物医学应用中潜力巨大。然而，ROS清除机制仍不清楚，基于MXene的ROS传感材料仍较少。本文报道了一种具有有效ROS清除能力的氮掺杂碳化钛量子点（N-Ti3C2 QD）抗氧化材料。掺杂氮原子促进N-Ti3C2 QDs与自由基之间的电化学相互作用，...
由于酸性磷酸酶（ACP）异常可扰乱正常生理过程，测定ACP水平对疾病早期诊断、治疗和预后评估极为重要。本文基于红发射碳点（RCDs）在氢氧化钴（CoOOH）纳米片表面的组装，建立了一种用于监测ACP水平的荧光传感平台。RCDs具有优良的水溶性、pH稳定性、耐盐性和抗光漂白性。RCDs组装于CoOOH纳米片表面后，因纳米片引起的能量转...
亮氨酸氨基肽酶（leucine aminopeptidase, LAP）是一种可水解 N 端含亮氨酸残基的肽或蛋白的水解酶，也是多种病原体致病能力的关键毒力因子，为感染性疾病的诊断和治疗提供了新视角。本研究开发了一种新型荧光探针 DDBL，其以 DDAO 为荧光团、亮氨酸为识别基团，用于 LAP 检测。通过实时视觉传感 LAP，该方...
重组DNA技术使许多有用物质可通过生物过程生产，但现有监测多针对pH、溶氧等培养环境，目标蛋白产量通常需经分离纯化后才能确定。为加快生产过程监测和高产蛋白变体筛选，作者开发了一种基于抗体的His标签荧光免疫传感器Quenchbody（Q-body），可快速检测培养基中C端His标签重组蛋白。与含单一染料的单链Fv型Q-body相比，...