合成DNA机器可对外界干预产生准机械运动，提示其用于构建灵敏、特异生物传感器的潜力。本文首次开发一种智能DNA walker生物传感器，用于癌胚抗原（CEA）的无标记检测，采用新型级联放大策略：外切酶III（Exo III）辅助目标循环扩增（ERA）与DNA walker。ERA作为第一级放大产生walker DNA；walker ...
开发超灵敏且高选择性的荧光生物传感器仍具挑战，关键在于缺乏兼具高亮度、良好稳定性和低毒性的荧光体。本文报道了一类由两亲性聚集诱导发光（AIE）分子QAU-1自组装形成的超小AIE纳米点，其直径约5 nm，具有高荧光亮度、优异胶体稳定性和表面正电荷功能基团，可通过静电作用与生物分子偶联。以博来霉素（BLM）为概念验证分析物，将淬灭剂标...
本文提出一种评估药物及候选药物进入活细胞摄取的新方法。该方法将某类化合物的蛋白靶标改造为荧光生物传感器，通过测量不同化合物在活细胞内与其同源生物传感器的结合，并与体外测量值比较，从而对细胞摄取和胞内浓度进行排序。作者展示了两种传感器设计：一是由自标记蛋白 SNAP-tag 与化学修饰抑制剂组成的半合成传感器，用于人碳酸酐酶 II（H...
为实现生物传感器中核苷酸选择性识别，需要设计对结合模式敏感且不受上下文序列严重干扰的探针。本文合成了一种双功能三羟基苯基卟啉（POH3），利用其三羟基苯基取代基作为识别单元（RU），四吡咯大环作为荧光信号单元（SU），靶向双链 DNA 中的无碱基位点（AP site）。RU 与 SU 空间分离但存在质子变构偶联。在适当 pH 下，P...
本文构建了一种基于DNA四面体的多色纳米探针，用于在活细胞中同步成像三种肿瘤相关mRNA。该探针通过竞争性链置换反应引起荧光恢复实现检测。用于构建四面体的寡核苷酸在5'端分别延伸三条21碱基识别序列，并标记不同荧光基团FAM、Cy3和Cy5；三条11碱基互补序列分别标记淬灭剂BHQ1（对应FAM）和BHQ2（对应Cy3、Cy5），与...
本研究报道了一种基于多孔硅布拉格镜与胶体量子点（QDs）的高灵敏标记型光学生物传感器，用于检测细粒棘球绦虫（Echinococcus granulosus）抗原。作者将兔抗 p38 抗体与 CdSe/ZnS 量子点共价偶联，使其渗入预先固定 Egp38 抗原的多孔硅孔道中；免疫反应后，量子点标记抗体特异性结合到共价连接于多孔硅孔壁的...
开发了一种新型无标记荧光阵列生物传感器，用于区分目标蛋白的种类和浓度。该传感器采用多种不同磷脂脂质体包裹荧光分子钙黄绿素，利用荧光分子经脂质体膜渗漏的差异来调节脂质体与靶蛋白之间的相互作用。与传统带标记荧光阵列传感器相比，该方法提出了一种基本新的无标记荧光传感策略。研究证实，当钙黄绿素受扰动脂质膜影响从脂质体内部渗漏时，其荧光发射强...
本文报道了一种优化的糖酵解通量生物传感器及其在检测生产菌株和突变库中通量改变中的应用。该传感器基于大肠杆菌 Cra 调控的 ppsA 启动子控制荧光蛋白合成，通过 GFP/RFP 荧光比值反映细胞内糖酵解通量。作者在不同碳源、6 种大肠杆菌菌株以及甲羟戊酸生产过程中验证了传感器对糖酵解通量的依赖性。随后，通过多重 FlowSeq 实...
微小 RNA（miRNAs）在多种生物过程中发挥重要调控作用，并与多种人类疾病相关。本文报道了一种用于定量检测 miR-21 的便捷荧光生物传感器，miR-21 是与心脑血管疾病密切相关的关键 miRNA。该方案通过合理设计单链 DNA 探针 Probe-21，使其依次包含 C 富集序列、与 miR-21 互补的 Com 序列和 G...
在胰腺β细胞中，毒蕈碱型胆碱能受体M3（M3R）可增强葡萄糖诱导的胰岛素分泌。G蛋白信号调节蛋白（RGS）是G蛋白偶联受体活性的关键调节因子，但其在β细胞中的作用尚不清楚。R7亚家族RGS蛋白依赖G蛋白β亚基Gβ5稳定，Gnb5基因敲除会导致所有R7亚单位降解。研究发现，小鼠或胰岛素分泌细胞系MIN6中Gnb5敲除几乎完全消除M3R...
本研究开发了一种基于吡咯-dC（PdC）独特荧光性质的新型方法，用于测定甲酰胺嘧啶DNA糖基化酶（Fpg）活性。该策略利用PdC位于双链DNA中与8-氧代鸟嘌呤（8-oxoG）相对的碱基位置。初始状态下，双链DNA中的PdC因与邻近碱基发生有效堆积和碰撞猝灭而呈现低荧光信号。当Fpg存在时，其特异性切除8-oxoG并切割由此产生的无...
本文报道了在苔藓 Physcomitrella patens 中构建并验证遗传编码钙指示剂（GECI）用于活细胞 Ca2+ 荧光成像的方法。作者通过基因枪将 YC3.6 和 GCaMP3 表达载体导入原丝体细胞，分别由玉米 Ubiquitin1 启动子驱动；GCaMP3 株系同时表达红色荧光蛋白 RFP 作为内参。在 NaCl 盐胁...
神经递质检测是理解脑内神经网络及相关疾病的分析挑战，但多数方法空间、时间或化学分辨率不足。近红外（NIR）荧光单壁碳纳米管（SWCNTs）已被用作检测多巴胺等儿茶酚胺类神经递质的传感器/探针，具有较高时空分辨率，但尚不清楚其能否区分多巴胺与肾上腺素、去甲肾上腺素等相似儿茶酚胺。本研究通过改变 SWCNT 周围有机相（DNA 序列）构...
通过调节对分析物的亲和力，扩大了基于荧光无试剂生物传感器可测 ATP 的浓度范围。该 ATP 生物传感器是由来自红假单胞菌的丙二酰辅酶A合成酶 MatB 与两个四甲基罗丹明形成的共价加合物。在结合位点引入突变以改变 ATP 结合亲和力，同时尽量保留伴随的荧光信号。利用该荧光信号测量结合位点不同区域突变的影响。突变分析显示三个变体尤其...
本文旨在通过合理运用微生物螯合剂的铁结合化学，对铁纳米颗粒表面进行功能化修饰，从而开发一种非毒性纳米生物传感器。作者将同时具有邻苯二酚和羧基官能团的简单铁载体 2,3-二羟基苯甲酰甘氨酸（H3L）锚定到 Fe3O4 纳米颗粒表面，构建了独特的纳米生物传感器 HL-FeNPs。该传感器在生理 pH 的 100% 水相中对 Al3+ 表...
本文报道一种新型双组分荧光平台，利用抗体支架的高亲和力和选择性捕获并激活小分子荧光原。作者研究单一单链抗体对多种青素族荧光原的多选择性激活，通过荧光筛选鉴定出三种细胞不可通透荧光原，分别具有蓝、绿、红独特发射光谱和纳摩尔级亲和力。将该抗体作为蛋白融合标签连接至 G 蛋白偶联受体后，生物传感器保留完整活性，在活细胞表面产生明亮荧光且背...
腺苷 DNA 适配体（也可结合 AMP 和 ATP）是多次体外选择中反复出现的高度保守序列，也是生物传感器开发中广泛使用的模型适配体。其核磁共振结构显示每个适配体可结合两个 AMP 分子。本研究通过理性序列设计分别去除两个结合位点，并利用等温滴定量热法证明剩余位点仍保持与野生型相近的结合亲和力和特异性，同时给出结合热力学参数并讨论其...
本研究构建了一种用于活细胞内 microRNA（miRNA）监测的新型超灵敏荧光生物传感器。该传感器以碳氮化物纳米片（CNNS）为载体，利用杂交链式反应（HCR）实现无酶信号放大。Cy5 标记的发夹 DNA 探针可吸附于 CNNS 表面，由于 CNNS 对 Cy5 的强荧光猝灭作用，初始荧光被抑制。当存在互补 miRNA 时，miR...
组合合成代谢通路的设计能力已远超对所得微生物菌株进行高效筛选与选择的能力，因此高通量快速筛选技术对合成生物学和代谢工程至关重要。本文报道了一种基于 RNA 核糖开关、带有双荧光报告模块的生物传感器，并建立了基于流式细胞术的高通量筛选方法，用于在共培养体系中鉴定柚皮素（naringenin）高产大肠杆菌菌株。研究确定了影响传感器性能的...
本文采用全菌 SELEX 策略筛选针对宋内志贺氏菌（Shigella sonnei）的特异性 DNA 适配体。实时 PCR 与 SELEX 后实验表明，所筛选适配体对 S. sonnei 具有高结合亲和力和特异性。在 21 个候选适配体中，SS-3 和 SS-4 的 Ct 值最低，分别为 13.89 和 12.23；二者对 S. s...