Dynamic measurement of cytosolic pH and [NO
离子转运体是细胞稳态的关键执行者，但其在活细胞中的功能长期受限于难以直接监测。本文以拟南芥保卫细胞为模型，利用遗传编码荧光生物传感器 ClopHensor 同时监测胞质阴离子浓度与 pH 的动态变化，以研究液泡硝酸根/质子交换体 AtCLCa 的体内功能。作者首先发现 ClopHensor 不仅可响应 Cl−，还可作为 NO3− 传...
Discovery of direct-acting antiviral agents with a graphene-based fluorescent nanosensor.
针对登革病毒（DV）感染缺乏直接抗病毒药物，作者开发了一种基于RNA的石墨烯荧光纳米传感器系统（RNA nano-graphene oxide system, RANGO），用于定量分析RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）活性。该系统由重组DV2 NS5 RdRp、Cy5标记的单链RNA模板和纳米氧化石墨烯（NGO）组成；NGO可选...
Development of a fluorescent DNA nanomachine for ultrasensitive detection of Salmonella enteritidis without labeling and enzymes.
本研究设计了一种由特异性肠炎沙门氏菌适配体和部分杂交信号触发序列组成的捕获探针复合物，可直接检测活肠炎沙门氏菌。当目标菌存在时，适配体与活菌结合并释放单链触发序列；触发序列与发夹I、II、III依次发生分支迁移反应，启动三重链迁移过程，生成大量发夹I·II·III复合物，形成铜纳米颗粒（CuNPs）合成支架，并释放新的触发序列进入下...
Rational Design of a Protein Kinase A Nuclear-cytosol Translocation Reporter.
蛋白激酶A（PKA）以四聚体全酶形式存在，在 cAMP 升高时被激活，并在心脏生理、神经元发育和脂肪细胞功能等过程中发挥重要作用。尽管该激酶已被用于多种生物传感器设计，但尚未报道性能可与 Förster 共振能量转移（FRET）报告蛋白相当的单荧光团报告蛋白。本研究基于 PKA 底物识别中的静电相互作用和核定位序列（NLS）基序，设...
Selection of a metal ligand modified DNAzyme for detecting Ni
镍是重要金属，其生物传感检测长期是分析难题。DNA 已广泛用于金属检测，但此前未见用于 Ni2+ 的 DNA 传感器。DNAzyme 是 DNA 催化剂，可招募金属离子参与催化。本研究以含 50 个随机核苷酸区域的文库，在 Ni2+ 存在下进行体外选择 RNA 切割 DNAzyme。为提高 Ni2+ 结合能力，在切割位点插入甘氨酰-...
Fluorescence biosensor for DNA methyltransferase activity and related inhibitor detection based on methylation-sensitive cleavage primer triggered hyperbranched rolling circle amplification.
DNA腺嘌呤甲基转移酶（Dam MTase）可催化DNA甲基化并影响基因调控，其活性检测对临床诊断和治疗具有重要意义。本研究开发了一种基于甲基化敏感切割引物触发超支滚环扩增（HRCA）的无标记荧光生物传感器，用于检测Dam MTase活性。设计了一种发夹DNA探针（HP），其茎部含有Dam MTase特异性识别序列，作为甲基化底物。...
Probing high-affinity aptamer binding region and development of aptasensor platform for the detection of cylindrospermopsin.
柱孢素（Cylindrospermopsin, CYN）是一种重要蓝藻毒素，具有潜在肝、肾、肺等器官毒性，可抑制蛋白质合成、干扰核糖体与内质网膜结合，细胞色素450被认为介导其快速毒性。现有方法多依赖色谱-质谱，成本高且操作复杂。本文以氧化石墨烯（GO）为荧光传感平台，通过系统截短筛选获得高亲和短适配体，用于检测CYN。传感体系分两...
Poly-adenine regulated DNA density on AuNPs to construct efficient DNA walker for microRNA-21 detection.
DNA修饰金纳米颗粒（AuNPs）是检测多种分子的有效纳米材料，但其性能高度依赖于探针DNA在AuNPs表面的密度。本文利用聚腺嘌呤（PolyA）调控探针DNA的表面密度，构建了一种用于检测miRNA-21的高效DNA行走生物传感器体系。该体系的运动轨道由连接在AuNPs上的PolyA-DNA探针构成，外切酶III（Exo III）...
Duplex-specific nuclease-resistant triple-helix DNA nanoswitch for single-base differentiation of miRNA in lung cancer cells.
本研究设计了一种双链特异性核酸酶（DSN）抗性的三螺旋DNA纳米开关，用于肺癌细胞中let-7a家族微小RNA的单碱基区分。研究发现，纳米开关中10 bp双链茎可被DSN切割，而10 bp三链茎对DSN具有抗性，从而获得抗DSN的三链DNA结构。该三链结构依赖pH形成，使纳米开关与miRNA的杂交具有pH相关性；在pH 6.8的亚稳...
A nanobody-based fluorescent reporter reveals human α-synuclein in the cell cytosol.
α-突触核蛋白（α-synuclein, αSyn）的聚集与扩散是帕金森病等多种神经退行性疾病的标志，因此在动物模型或细胞培养中监测人源 αSyn（hαSyn）至关重要，但检测天然 hαSyn 具有挑战性。本文报道纳米抗体 NbSyn87 除结合 hαSyn 外，还可交叉结合 26S 蛋白酶体亚基 Rpn10。当 NbSyn87 在...
Applying biosensor development concepts to improve preamplification-free CRISPR/Cas12a-Dx.
基于CRISPR/Cas系统的体外诊断装置（CRISPR/Cas-Dx）已成为研究热点。其中，基于Cas12a酶的CRISPR/Cas12a-Dx主要用于检测DNA靶标。当前研究多将Cas12a-Dx与预扩增技术或不同检测模式偶联，这掩盖了Cas12a-Dx本身的检测性能，也忽视了其无预扩增时的固有检测能力。作者认为，依赖DNA激活...
Nucleic Acid Quantitation with Log-Linear Response Hybridization Probe Sets.
生物样品中不同核酸物种的浓度可跨越多个数量级。实时 PCR 能将目标核酸浓度以对数线性方式映射至循环阈值 Ct，从而实现宽动态范围定量，但存在酶促偏倚。本文提出一种通用设计，用于构建具有高度对数线性响应曲线的杂交探针组，以实现对目标 DNA 浓度超过 6 个数量级范围的无酶准确定量。通过配方化学计量精确调节每个组分探针的灵敏度，可将...
A cost-effective fluorescence biosensor for cocaine based on a "mix-and-detect" strategy.
可卡因等非法毒品的高效检测对打击贩毒具有重要意义。本文报道了一种用于快速、特异性检测可卡因的一步法。该方法基于小分子硫黄素T（ThT）可作为荧光指示剂，能与抗可卡因适配体MNS-4.1结合并产生增强荧光信号；当可卡因结合后，嵌入的ThT被置换，导致荧光显著降低。作者进一步优化MNS-4.1序列，获得新型抗可卡因适配体coc.ap2-...
A Rapid and Ultrasensitive Thrombin Biosensor Based on a Rationally Designed Trifunctional Protein.
凝血酶的快速灵敏检测对凝血酶相关疾病的早期诊断、预防和治疗至关重要。本文基于理性设计的三功能融合蛋白HTs开发了一种超灵敏、快速的凝血酶生物传感器。HTs由三个功能单元组成：远红外荧光蛋白smURFP、疏水蛋白HGFI和凝血酶切割位点TCS。smURFP作为检测信号，可消除样品基质自荧光干扰，提高检测灵敏度；HGFI作为黏附单元，使...
Fluorescent Biosensor of CDK5 Kinase Activity in Glioblastoma Cell Extracts and Living Cells.
CDK5在神经功能中起重要作用，并在神经退行性疾病以及胶质母细胞瘤和神经母细胞瘤中过度激活。尽管该激酶是公认的生物标志物和药物靶点，但目前缺乏在细胞裂解液或活细胞中探测其活性的手段。为此，作者基于CDK5特异性底物文库设计了一种CDK5激酶活性荧光肽报告分子，并证实其对重组CDK5/p25具有响应能力；在胶质母细胞瘤细胞裂解液中，该...
Gelatinase Biosensor Reports Cellular Remodeling During Epileptogenesis.
癫痫发生是将健康脑转变为癫痫脑的渐进过程，可由脑损伤、肿瘤、感染和癫痫持续状态等触发，导致异常突触可塑性、神经炎症和细胞死亡。基质金属蛋白酶（MMPs）通过重塑细胞外基质（ECM）参与细胞可塑性，明胶酶（MMP-2和MMP-9）是癫痫发生的关键分子。本研究构建了用于在癫痫发生模型中原位报告明胶酶活性的生物传感器。该传感器由明胶酶敏感...
Structure Engineering of a Lanthanide-Based Metal-Organic Framework for the Regulation of Dynamic Ranges and Sensitivities for Pheochromocytoma Diagnosis.
精确量化生物分子对疾病诊断至关重要，但多数体液生物标志物在正常与病理状态间浓度变化范围很窄，而现有生物传感器通常检测范围宽、对小浓度变化不敏感，难以可靠区分阴阳性。本文报道了一种通过编辑镧基金属有机框架（Eu-ZnMOF）生物传感器的动态范围和灵敏度，以精确量化特定生物靶标小浓度变化的新策略。通过精细调控传感器结构和比表面积，作者获...
Development of an Aptamer Based Luminescent Optical Fiber Sensor for the Continuous Monitoring of Hg
本文报道了一种用于水溶液中汞离子（Hg2+）检测的荧光光纤传感器。该传感器以荧光素标记的富胸腺嘧啶（T）寡脱氧核苷酸（ON）序列为识别材料，并将其直接固定于锥形光纤尖端。当存在 Hg2+ 时，T–Hg2+–T 错配形成并淬灭标记荧光素的发射，从而实现 Hg2+ 的测量；与常见设计不同，该传感器无需荧光淬灭剂或互补 ON 序列。传感器...
Immunoassay-type biosensor based on magnetic nanoparticle capture and the fluorescence signal formed by horseradish peroxidase catalysis for tumor-related exosome determination.
本文设计了一种用于肿瘤相关外泌体检测的夹心型荧光生物传感器。该传感器以羧基化磁性纳米颗粒（MNP）为捕获基底，通过 EDC/NHS 活化羧基并偶联抗 CD63 抗体，利用外泌体表面 CD63 蛋白实现特异性捕获；随后加入生物素化抗 EpCAM 抗体识别肿瘤来源外泌体表面过表达的 EpCAM，再加入链霉亲和素-辣根过氧化物酶（SA-H...
Accuracy and stability of an arterial sensor for glucose monitoring in a porcine model using glucose clamp technique.
血管内葡萄糖传感器有望改善危重患者的血糖监测，并克服测量延迟与准确性问题。本研究在猪的低血糖和高血糖钳制实验中评估一种动脉葡萄糖生物传感器的准确性与稳定性。共在6头猪中连续5天测试12个传感器，每15分钟采集传感器与参考测量配对样本，获得1337对血糖值（范围37–458 mg/dl）。总体99.2%的测量值符合ISO 15197:...