微小RNA（miRNA）已被视为癌症早期诊断中极具潜力的无创生物标志物，但临床样品中极低浓度miRNA的放大检测仍具挑战。本文开发了一种整合荧光生物传感器，利用内切酶驱动的多足DNA行走机器实现miRNA的超灵敏检测。在目标miRNA触发下，滚环扩增（RCA）生成长多足行走链；该行走链在金纳米棒（AuNRs）表面预固定的DNA轨道上...
登革病毒（DENV）由蚊虫传播，可致登革热、登革出血热和登革休克综合征，但目前尚无获批抗病毒药物。解旋酶是DENV复制中解开双链病毒RNA的关键酶，其抑制剂可作为直接抗病毒药物。本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）的RNA解旋酶检测平台RheGO，利用GO对核酸碱基和荧光染料的强吸附与荧光淬灭特性，实现RNA底物特异性解旋酶活性的荧...
越来越多的证据表明，许多关键胞内信号事件被区室化于动力学不同的细胞微区室中。遗传编码荧光生物传感器是解析区室化信号的强大工具，但现有方法通常依赖目标蛋白融合与过表达，可能干扰天然信号通路。本文提出一类名为 FluoSTEPs（靶向内源蛋白的荧光传感器）的新型生物传感器，将自互补分裂绿色荧光蛋白、CRISPR 介导的基因敲入和荧光共振...
在典型生物传感器中，通常使用适配体等生物分子进行目标识别，而纳米材料用于信号产生。本文报道了一种反向设计：以纳米材料作为目标识别元件，以DNA作为信号元件。作者发现经典金属有机框架材料沸石咪唑酯骨架材料-67（ZIF-67）对三磷酸腺苷（ATP）具有超高选择性识别能力，因此可使用荧光标记DNA寡核苷酸产生信号。加入1 mM ATP后...
本文开发了一种基于适配体识别、阿仑膦酸（ADA）修饰上转换纳米粒（UCNPs）与金纳米粒（AuNPs）纳米自组装的简单快速荧光生物传感器，用于检测食品中的鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）。适配体通过Au-S键吸附在AuNPs表面，可保护AuNPs在高浓度盐溶液中不发生聚集；随后AuNPs与UCNPs通过...
高灵敏度且易于微加工集成使硅光子成为诊断生物传感器的重要技术。本文提出一种基于二氧化硅（SiO2）的光流控平台，其平面固体芯（SC）波导与液体芯（LC）波导正交交叉，液体芯采用高折射率碘化锌（ZnI2）盐溶液。该结构使荧光颗粒的发射光更均匀地耦合进液体芯导模，并低损耗传输至片外探测器，从而显著提升单颗粒荧光检测性能。实验实现信噪比提...
辛酸是一种具有工业价值的化合物，可用于抗菌剂或作为生物燃料前体。通过酵母进行微生物生物合成是替代当前不可持续生产方法的有前景途径。为在酿酒酵母中提高辛酸滴度，本研究使用此前开发的基于辛酸响应 pPDR12 启动子偶联 GFP 的生物传感器，并建立适合对辛酸生产菌株文库进行高通量筛选的生物传感器菌株。通过开发、优化和执行高通量筛选方法...
本文提出一种通过邻近效应调控核酸聚合的方法，并基于邻近诱导指数扩增反应（EXPAR）构建了超灵敏生物传感器，用于蛋白质（链霉亲和素）和小分子（三磷酸腺苷）的邻近检测。该策略通过改变 DNA 探针的结合位点即可检测多种目标。作者首先利用发夹 DNA 模拟探针–目标复合物，优化引物与模板间互补碱基数，使体系处于亚稳态，仅在目标诱导邻近组...
转录因子（TFs）是调控基因表达的关键蛋白，其水平异常与多种疾病密切相关。本文开发了一种基于CRISPR/Cas12a的荧光生物传感器，用于在核酸外切酶保护实验辅助下定量检测转录因子水平。作者设计了一种双链DNA激活剂，其中嵌入TFs结合域，并包含可激活Cas12a的PAM及crRNA可识别序列。当TFs与激活剂结合时，蛋白-DNA...
病毒衣壳-纳米颗粒杂化结构将量子点（QDs）封装于病毒样颗粒（VLPs）中，是用于多种应用的仿生纳米架构。本研究在体外将无机QDs封装入戊型肝炎病毒样颗粒（HEV-LP），构建了用于检测抗HEV抗体的荧光生物传感器。首先，通过重组杆状病毒表达系统制备HEV-LP，并在QDs存在下利用自组装方法将其解聚后重新组装，得到QDs@HEV-...
金黄色葡萄球菌（S. aureus）及其耐甲氧西林菌株（MRSA）的早期检测对公共卫生和临床感染控制具有重要意义。本文报道了一种基于发夹探针介导的 DNA 电路，用于检测 S. aureus 的 mecA 基因。该体系串联外切酶 III（Exo III）辅助循环信号放大与 DNAzyme 介导的切割反应。当目标 mecA 存在时，H...
本文报道了一种基于目标诱导转录放大触发 CRISPR/Cas13a 反式切割活性的超灵敏碱性磷酸酶（ALP）荧光传感策略（TITAC-Cas）。该体系以整合 T7 启动子（5′-磷酸）和转录模板的双链 DNA（5′P-dsDNA）作为 ALP 底物。无 ALP 时，5′P-dsDNA 被 λ 外切酶（λexo）降解，导致 T7 转录...
微小RNA（miRNAs）在多种生物过程中发挥重要作用，其异常表达与癌症及多种疾病发生发展相关，因此灵敏准确检测 miRNA 对疾病早期诊断和治疗具有重要意义。本文首次提出一种无酶荧光检测策略，用于 let-7a 的传感检测，该策略将链置换反应（SDR）与杂交链反应（HCR）相结合，实现双级信号放大。所构建的传感器可用于 let-7...
本文报道了一种基于上转换纳米颗粒（UCNPs）与氧化石墨烯@四氧化三铁（GO@Fe3O4）之间荧光共振能量转移（FRET）的新型“开启型”荧光生物传感器，用于快速检测尿路感染主要病原菌大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）。该传感器以合成 UCNPs 作为荧光供体，其在复杂生物样品中具有稳定发光性能；GO@F...
利用金属纳米颗粒的等离激元PCR相比商用热循环仪在成本、体积和处理时间方面具有显著优势，但由于强荧光猝灭，基于等离激元纳米颗粒的PCR通常需要离心和凝胶电泳等额外后处理步骤，从而增加总诊断时间，抵消快速热循环带来的益处。本文报道了一种基于原位终点荧光检测的快速、灵敏的等离激元光热PCR（PPT-PCR）检测方法。该方法采用等离激元磁...
3,4-二羟基苯丙氨酸（L-DOPA）中的儿茶酚基团来源于 L-酪氨酸氧化，是多种蛋白生物材料中重要的翻译后修饰，也可作为抗体-药物偶联物等精准蛋白偶联应用的生物正交连接基团。然而，目前引入儿茶酚基团主要依赖对暴露酪氨酸残基的非特异性酶促修饰，或利用酪氨酸营养缺陷型宿主完全替换酪氨酸，这些方法限制了蛋白工程应用。本文报道了一种新的正...
有机汞包括甲基汞（CH3Hg+）和乙基汞（C2H5Hg+），具有高毒性和生物累积性，易在食物链中放大，因此特异性检测有机汞对评估海产品汞健康风险具有重要意义。本文设计了一种适配体 AS-T7，其由银纳米团簇（AgNCs）支架序列 AS 和富 T 序列 AT7 组成，可同时用于合成 DNA 模板 AgNCs 并识别有机汞，进而建立了一...
本文报道了一种将“适配体-锁链”DNA与CRISPR/Cas12a引导的生物传感相结合，用于灵敏快速分析三聚氰胺的方法。通过三种策略设计DNA传感器，并在有无三聚氰胺条件下用圆二色性光谱和等温滴定量热法表征。优化检测参数后，检出限低至38 nM，低于婴幼儿乳品中三聚氰胺允许阈值1.0 mg/kg。传感器对三聚氰胺相对氰尿酸、氨蝶啶和...
目前尚无获批的登革病毒（DENV）治疗药物，而理解 DENV 在宿主细胞中的感染与复制过程对开发特异性抗病毒疗法至关重要。本研究开发了一种基于氧化石墨烯的荧光纳米传感系统 GOViRA，用于在活细胞中敏感、定量、实时监测胞内病毒 RNA 水平。该系统由荧光染料标记的肽核酸（PNA）探针和葡聚糖包覆还原氧化石墨烯纳米胶体（DRGON）...
分子诊断对疾病识别、预防和治疗至关重要，尤其在即时检测（POC）场景中需求突出。然而，多数基于CRISPR-Cas系统的生物传感器主要针对核酸靶标。本文报道一种用于小分子诊断的通用策略，称为分子雷达（Molecular Radar）。该策略基于CRISPR-Cas12a辅助荧光报告系统，由Cas12a蛋白、CRISPR RNA（cr...