微管由 α-和 β-微管蛋白异二聚体组成，其动态不稳定性与 GTP 水解紧密耦合；细胞内微管组织与功能还受翻译后修饰（PTM）调控。去酪氨酸化是 α-微管蛋白 C 端酪氨酸被 Vasohibin（VASH）或 MATCAP 肽酶去除的 PTM，但酶如何产生特定去酪氨酸化模式仍不清楚。本文开发了一种基于抗体的荧光探针 ΔY-Fab48...
蛋白质保护金属纳米材料因荧光分子特性、良好生物相容性和优异理化性质，成为生物传感、生物成像和治疗应用的有前景材料。本文首次采用简便绿色一步法制备纤维素酶保护荧光金纳米团簇（Cel-Au NCs），在560 nm激发下呈现680 nm红色荧光。基于荧光“关闭”机制，将其作为无标记生物传感器用于抗坏血酸（AA）特异性检测，在10–400...
自2020年新冠疫情暴发以来，全球结核病控制面临前所未有的挑战，亟需高效、经济的结核诊断技术。CRISPR-Cas技术进展提高了病原体检测能力。本研究建立了一种基于CRISPR-Cas12a的多重检测方法（MCMD），同时靶向两个保守插入序列IS6110和IS1081，用于检测结核分枝杆菌复合群（MTBC）。MCMD将氧化石墨烯（G...
确定饮用水中低水平全氟和多氟烷基物质（PFAS）一直是传感器研发重点，但土壤、食品和消费品中 ppb 甚至 ppm 水平检测也日益必要。本研究基于人肝脂肪酸结合蛋白（hLFABP）工程化了一种用于快速检测全氟辛酸（PFOA）的荧光生物传感器。通过将循环置换绿色荧光蛋白（cp.GFP）与分裂 hLFABP 构建体融合，该生物传感器可在...
酪氨酸酶（TYR）在黑色素生物合成中起关键作用，其活性水平对白癜风、黑色素瘤及食品营养价值具有重要意义，因此灵敏测定TYR活性对基础研究和临床诊断均十分关键。本研究以反丁烯二酸为碳源、N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺（DAMO）为掺杂剂，通过一锅水热法成功合成硅掺杂碳量子点（Si-CQDs），该材料表现出显著的荧光量子产率和光...
内源性大麻素（eCB）系统是边缘系统谷氨酸释放的关键调节因子，参与压力反应与适应。腹侧海马（vHPC）至基底外侧杏仁核（BLA）回路在压力后负性情感状态表达中发挥重要作用，并受逆行 eCB 信号调节，但 eCB 释放机制及其与压力诱导行为适应的因果关系尚不清楚。本研究结合在体光遗传学、基因编码 eCB 荧光传感器 GRAB-eCB2...
微小RNA（miRNA）是参与多种细胞与生物学过程的单链非编码短RNA序列，其表达改变与病理过程相关，可作为多种疾病早期检测的生物标志物。本文以急性心肌梗死（AMI）的已知miRNA标志物为案例，展示了一种基于RNA-DNA杂交的荧光单壁碳纳米管（SWCNT）传感器筛选与淘汰流程：将互补DNA识别单元结合于SWCNT表面，在缓冲液和...
颗粒酶B（GZMB）是细胞毒性T淋巴细胞（CTL）和自然杀伤（NK）细胞释放的关键酶，可诱导靶细胞凋亡。本研究设计了一种新型荧光生物传感器，能够以特异且敏感的方式评估GZMB活性。该切割响应性T细胞活性水平传感器（CRSTAL）基于一种荧光蛋白，仅在GZMB或caspase-8切割后被激活。CRSTAL在稳定细胞系中测试，经GZMB...
挥发性麻醉剂通过影响钙内流和神经递质释放改变突触前功能，并可能参与其镇静、遗忘等效应。NO/cGMP 信号参与突触前机制，体内研究显示干扰该信号会改变对挥发性麻醉剂的敏感性。本研究在培养大鼠海马神经元中，利用药理学工具、基因编码 cGMP 荧光生物传感器 cGull 和 cGMP 清除探针 sponGee，考察挥发性麻醉剂对突触前 ...
能量代谢支持神经元功能。虽然已知能量代谢变化支撑脑可塑性与功能，但单个神经元如何调节代谢状态以满足不同能量需求仍不清楚，因为多数活体代谢检测手段缺乏在单个环路、细胞或亚细胞区域可视化能量代谢的分辨率。本研究将糖酵解生物传感器 HYlight 适配用于秀丽隐杆线虫，以在活体单个神经元内成像糖酵解动态变化。我们确定神经元以细胞自主方式执...
硝酸盐（NO3-）是植物和动物必需的氮源，但不同根细胞类型及细胞器中氮形态的分布仍不清楚。传统体外生化与代谢物分析难以区分细胞类型和区室。本文报道一种核定位、遗传编码的荧光生物传感器 nlsNitraMeter3.0，用于在拟南芥中定量可视化硝酸盐浓度与分布。该传感器基于 Förster 共振能量转移（FRET）原理，由硝酸盐结合蛋...
本研究开发了一种高灵敏、高特异的双分子荧光互补（BiFC）流感A病毒（IAV）传感系统。该系统将半乳糖/葡萄糖结合蛋白（GGBP）与增强型黄色荧光蛋白（eYFP）的N端大片段（YN1-172）和C端小片段（YC173-239）融合构建。在IAV存在时，病毒神经氨酸酶（NA）将6′-唾液酸乳糖（6′-sialyllactose）水解，...
卤化铅钙钛矿因高缺陷容忍度、宽吸收和高光致发光量子产率而受到关注，但其纳米晶在水相中稳定性差，限制了生物传感应用。本文提出以牛血清白蛋白（BSA）作为两性离子配体，通过一步超声法将 Cs4PbBr6 前驱体剥离并稳定为 CsPbBr3/BSA 钙钛矿纳米晶。BSA 中的含硫基团与钙钛矿表面铅位点或缺陷结合，提高水相分散性和荧光稳定性...
蛋白质荧光标记是研究结构-功能关系和多种生物传感应用的重要工具。系统设计荧光生物传感器需要理解配体介导的荧光响应机制，而这往往难以建立。作者将萘基荧光团 Prodan 的硫醇反应性衍生物 Acrylodan 和 Badan 引入细菌周质葡萄糖结合蛋白（GBP）的半胱氨酸突变位点。葡萄糖结合使这些共价结合物在激发态和基态均出现成对颜色...
睡眠并非均质，其微结构受去甲肾上腺素等神经调质影响。既往体内测量神经调质的方法时间分辨率低，或在自由运动小鼠中记录困难，难以捕捉自然睡眠中的快速动态。本方案展示在自由小鼠中同步记录脑电（EEG）和肌电（EMG），并利用光纤光度法测量神经调质荧光生物传感器，从而在睡眠不同阶段实时、高时间分辨率地评估细胞外神经调质水平。该方案基于遗传编...
I型模块化聚酮合酶（PKS）是像装配线一样工作的多结构域酶。过去三十年，人们尝试替换、删除和插入新功能结构域以产生新分子。然而，插入异源结构域常使 PKS 不稳定，导致活性丧失和蛋白错误折叠。为解决该挑战，本文开发了一种基于荧光的溶解度生物传感器，可快速识别结构破坏最小的工程 PKS 变体。利用该传感器，筛选了酰基转移酶（AT）交换...
神经肽Y（NPY）在神经系统中广泛表达，但内源浓度低且分布弥散，直接研究其释放动力学困难。以往研究多依赖外源施加、转基因表达或基因敲除，并结合药理学探针间接推断NPY受体作用。为直接可视化内源性NPY的实时动态，本研究利用强度型绿色荧光G蛋白偶联NPY传感器（GRAB NPY1.0），首次在小鼠原代皮层神经元培养体系中检测并表征内源...
白三烯B4（LTB4）是一种强效脂质趋化因子，在宿主防御、过敏、自身免疫和代谢疾病中驱动炎症反应。LTB4 梯度协调白细胞向组织损伤和感染部位的募集与蜂群迁移，但由于缺乏适合在活体中监测 LTB4 水平的工具，其梯度如何在活组织中形成和传播仍不清楚。本文开发了 GEM-LTB4，一种基于人 G 蛋白偶联受体 BLT1 的遗传编码绿色...
食品源致病菌威胁全球公共卫生，亟需简便的细菌检测方法。本研究建立了一种管上实验室生物传感器，用于食品源细菌的简单、快速、灵敏和特异性检测。该传感器利用可旋转 Halbach 圆柱磁体、铁丝网和磁性硅珠（MSB）实现目标菌 DNA 的提取与纯化，并将重组酶辅助扩增（RAA）与 CRISPR-Cas12a 结合，用于 DNA 扩增和荧光...
遗传编码荧光生物传感器是微生物表型筛选的有力工具，但固体培养基上阵列菌落的荧光成像分析常受限于成像设备需配备与荧光传感器匹配的特异性滤光片。为此，本研究评估配备单色器的多模式微孔板读板机作为成像替代方案，用于分析琼脂平板上阵列微生物菌落的多种生物传感器信号。在谷氨酸棒杆菌中，读板机对LacI/Ptac调控的mCherry表达具有更高...