Quantitative two-photon imaging of fluorescent biosensors.
荧光生物传感器现已常规用于完整组织的双光子显微镜成像，例如脑片和活体动物脑。然而，多数研究测量的是时间变化，例如神经元活动引起的钙瞬变，而非经校准的生物传感器占据率（即被测分析物水平）。真正的定量测量具有挑战性，因为难以或无法在体内原位校准传感器的剂量–响应关系，也难以将组织中的光学信号与体外校准信号进行比较。双波长比率测量会受激光...
Genetically assembled fluorescent biosensor for in situ detection of bio-synthesized alkanes.
构建高效微生物细胞工厂生产可替代生物燃料烷烃的主要瓶颈之一是缺乏快速检测烷烃的方法。本文开发了一种遗传组装的荧光生物传感器，用于快速、原位监测重组大肠杆菌细胞内烷烃合成。作者将来自 Acinetobacter baylyi ADP1 的烷烃响应调控蛋白 AlkR 与 PalkM 启动子，以及来自 Pseudomonas oleovo...
An optical biosensor from green fluorescent Escherichia coli for the evaluation of single and combined heavy metal toxicities.
本文报道了一种基于基因工程改造的大肠杆菌（E. coli）表达绿色荧光蛋白（GFP）的荧光光纤毒性生物传感器，用于评估多种危险重金属离子的毒性。检测对象包括 Cu(II)、Cd(II)、Pb(II)、Zn(II)、Cr(VI)、Co(II)、Ni(II)、Ag(I) 和 Fe(III)。在最优条件下，该光学生物传感器的荧光激发和发射...
Design of enzyme-interfaced DNA logic operations (AND, OR and INHIBIT) with an assaying application for single-base mismatch.
本文基于 EcoP15I 限制性-修饰酶诱导的 DNA 碱基翻转机制，设计了 AND、OR 和 INHIBIT 三种双输入 DNA 逻辑门。EcoP15I 为大肠杆菌 III 型限制性-修饰酶，由 Res1Mod2 组成，可识别 5'-CAGCAG-3' 双链 DNA 并甲基化第二个腺嘌呤；该过程需将目标碱基翻转出双螺旋，引起 DN...
A label-free fluorescent biosensor for ultratrace detection of terbium (ш) based on structural conversion of G-quadruplex DNA mediated by ThT and terbium (ш).
本文提出一种基于 G-四联体 DNA 结构转换的无标记荧光生物传感器，用于超痕量铽(III)（Tb3+）检测。在 K+ 存在下，硫黄素 T（ThT）可选择性结合 K+ 稳定的平行 G-四联体，使荧光强度显著增强；加入 Tb3+ 后，Tb3+ 竞争性结合平行 G-四联体并诱导其构象改变，导致 ThT 释放和荧光下降。荧光强度变化 ΔF...
A sensitive biosensor with a DNAzyme for lead(II) detection based on fluorescence turn-on.
本文报道了一种基于DNA酶（DNAzyme）的荧光生物传感器，用于检测Pb2+。传感器中，荧光素酰胺（FAM）标记的底物17S-FAM与DNA酶17E退火后形成凸起结构；DNA嵌入剂溴化乙锭（EB）插入双链区。激发FAM时，FAM向EB发生荧光共振能量转移（FRET），使FAM荧光显著降低。当存在Pb2+时，DNA酶被激活并切割底物...
Live Cell Imaging Using Riboswitch-Spinach tRNA Fusions as Metabolite-Sensing Fluorescent Biosensors.
开发荧光生物传感器的主要动机是实时监测细胞内代谢物水平。大多数可遗传编码的荧光传感器基于受体蛋白与荧光蛋白结构域的融合，但许多小分子代谢物缺乏已知蛋白受体，且基于蛋白受体的FRET传感器工程化困难。近年来，小分子结合核糖开关通过与体外筛选的Spinach适配体融合，被改造为荧光生物传感器；Spinach可结合前荧光、细胞可渗透的GF...
Phosphorylation-Mediated Assembly of a Semisynthetic Fluorescent Protein for Label-Free Detection of Protein Kinase Activity.
蛋白磷酸化由蛋白激酶催化，在细胞内信号转导、代谢、基因表达和免疫应答等过程中起关键作用，因此检测激酶活性对生化研究和药物发现具有重要意义。本文开发了一种基于半合成绿色荧光蛋白（GFP）磷酸化介导组装的新型荧光生物传感器，用于无标记检测蛋白激酶活性。作者合成了由GFP第10条β链（s10）与激酶底物肽组成的嵌合肽S-peptide。蛋...
Interaction of novel fluorescent nanoscale ionic silicate platelets with biomaterials for biosensors.
本文报道了一类用于细菌检测的新型荧光纳米硅酸盐片层杂化材料。尺寸为100×100×1 nm的纳米硅酸盐片层（NSP）由天然钠蒙脱石（Na+-MMT）剥离获得，具有对细菌表面的亲和性。NSP表面同时存在离子电荷（≡Si-O-Na+）和硅氧醇基团（≡Si-OH），可通过溶胶-凝胶反应和活性聚合进行有机修饰，在片层边缘共价接枝聚(2-羟乙...
Separase Cleaves the N-Tail of the CENP-A Related Protein CPAR-1 at the Meiosis I Metaphase-Anaphase Transition in C. elegans.
在多数真核生物中，着丝粒由含 CENP-A 的染色质表观遗传定义。秀丽隐杆线虫有两个 CENP-A 相关蛋白：HCP-3（CeCENP-A）和 CPAR-1。先前 RNAi 替代实验显示 HCP-3 是功能优势亚型，CPAR-1 在胚胎中不可检测。GFP::CPAR-1 在双线期装载到减数分裂染色体，并富集于二价染色体。本文显示，G...
Fluorescent peptide-based sensors for the ratiometric detection of nanomolar concentration of heparin in aqueous solutions and in serum.
本研究采用固相合成法制备了三种基于短肽（1–3聚精氨酸）的荧光传感器（1–3），用于血清中肝素的监测。传感器2和3在10 mM HEPES缓冲液（pH 7.4）及2%人血清中均对肝素表现出灵敏的比值响应：芘单体376 nm发射降低，同时芘激基复合物480 nm发射增强；传感器1仅表现为376 nm单体发射降低的关型响应。2和3对肝素...
Live-Cell STED Microscopy with Genetically Encoded Biosensor.
在多种超分辨显微技术中，受激发射损耗（STED）显微术能在高空间分辨率下实现最佳时间分辨率，从而支持突破衍射极限的活细胞成像。然而，STED 及多数超分辨方法通常只从原始数据中提取荧光团位置信息。为拓展超分辨技术的应用，本文报道了一种动态生物传感器的活细胞 STED 显微成像。作者使用荧光过氧化氢传感器 HyPer2 进行亚衍射成像...
A rationally designed peptidomimetic biosensor for sialic acid on cell surfaces.
本文报道了一类用于检测细胞表面唾液酸（sialic acid, Sia）的肽模拟物生物传感器。作者以含苯硼酸和精氨酸的短肽为识别元件，通过生物素将其与荧光链霉亲和素偶联，实现细胞的光学标记。糖微阵列实验表明，P-1 对 Sia 具有选择性结合，而对甘露糖、半乳糖和岩藻糖结合较弱；P-1 与 Sia 的解离常数达亚微摩尔水平，接近商品...
Visual fluorescence detection of H2O2 and glucose based on "molecular beacon"-hosted Hoechst dyes.
本文设计了一种无标记分子信标（MB）类荧光生物传感器，用于检测过氧化氢（H2O2）和葡萄糖。该体系基于AT富集单链DNA（ATprobe）对Hoechst染料的荧光调控，其中Hg2+和半胱氨酸（Cys）作为激活/调节元件。ATprobe可在Hg2+诱导下通过T–Hg2+–T复合物形成发夹结构，为Hoechst染料提供结合宿主，使其荧...
An enzyme-free and label-free fluorescent biosensor for small molecules by G-quadruplex based hybridization chain reaction.
本文报道了一种基于G四链体杂交链反应（HCR）的无酶、无标记荧光生物传感器，用于小分子检测，并以三磷酸腺苷（ATP）为模型靶标。传感器由ATP适配体探针、阻断探针、两个发夹探针H1和H2以及荧光染料N-甲基原卟啉IX（NMM）组成。H1中嵌入G四链体序列。无ATP时，适配体探针与阻断探针退火，H1和H2保持发夹状态，NMM荧光较弱。...
GEMM-I riboswitches from Geobacter sense the bacterial second messenger cyclic AMP-GMP.
环状二核苷酸是一类调控细菌生理过程的重要第二信使。环状 AMP-GMP（cAG，又称 3′-5′ cGAMP）的合成酶 DncV 与霍乱弧菌高感染性相关，但其在多数细菌中的分布和功能仍不清楚。本文发现环境细菌硫酸盐还原地杆菌（Geobacter sulfurreducens）可产生 cAG，并利用 GEMM-I 类核糖开关中的一个亚...
Engineering tandem single-chain Fv as cell surface reporters with enhanced properties of fluorescence detection.
近期报道的荧光生物传感器平台利用单链抗体片段（scFv）选择性结合并激活原本无荧光的荧光素分子。本研究将串联 scFv 生物传感器展示于哺乳动物细胞表面，以推进荧光检测策略。作者首先筛选不同肽连接子，发现柔性连接子或 α-螺旋连接子连接的串联蛋白可正确折叠并展示于细胞表面。随后进行 scFv 二聚体组合研究，发现荧光激活与 scFv...
A signal-on fluorosensor based on quench-release principle for sensitive detection of antibiotic rapamycin.
雷帕霉素（Rapamycin/Sirolimus）是器官移植后最常用的免疫抑制剂之一，并显示抗肿瘤活性，因此移植或肿瘤治疗后监测其血药浓度具有重要临床意义。现有雷帕霉素检测方法灵敏度有限，或需要复杂步骤和较长检测时间。本文提出一种基于荧光淬灭释放原理的新型雷帕霉素荧光生物传感器“Q’-body”。该传感器受抗体淬灭体（Q-body）...
Building an aptamer/graphene oxide FRET biosensor for one-step detection of bisphenol A.
双酚A（BPA）是聚碳酸酯和环氧树脂生产中的重要工业化学品，也广泛存在于食品包装、餐具及环境水样中，具有内分泌干扰风险。本文基于氧化石墨烯（GO）和抗BPA适配体构建了一种新型荧光生物传感器，用于一步法检测BPA。GO具有大比表面积和强荧光猝灭能力，可特异性吸附并猝灭荧光标记单链DNA探针的荧光；当BPA与抗BPA适配体结合后，适配...
A turn-off fluorescent biosensor for the rapid and sensitive detection of uranyl ion based on molybdenum disulfide nanosheets and specific DNAzyme.
本文报道了一种基于DNAzyme特异性识别和二硫化钼（MoS2）纳米片荧光猝灭能力的水环境中铀酰离子（UO2 2+）荧光生物传感器。该DNAzyme由酶链39E和6-羧基荧光素（FAM）标记的底物链39S组成。在无UO2 2+时，底物-酶复合物DNAzyme与MoS2纳米片亲和力低，体系保持较强荧光；加入UO2 2+后，UO2 2+...