哺乳动物细胞在晚期凋亡后仍可存活，挑战了活性半胱天冬酶（caspase）必然预示死亡的观念，但目前缺乏工具追踪曾发生 caspase 活性的健康细胞。为判断完整动物中细胞能否经历凋亡逆转（anastasis），作者开发了用于果蝇的双色 CaspaseTracker 生物传感器系统，用于识别具有当前或既往 caspase 活性的细胞。...
本文报道了一种基于Förster共振能量转移（FRET）的超灵敏、特异性生物传感系统，用于检测肌酸（sarcosine，Sar）这一前列腺癌潜在生物标志物。该FRET生物传感器将抗肌酸抗体固定在顺磁性纳米颗粒表面，以实现抗原的特异性结合。肌酸成功结合后，由抗肌酸抗体组装成三明治结构，使FRET供体-受体对保持在所需的Förster距...
本文设计了一种基于谷胱甘肽（GSH）包覆碲化镉（CdTe）量子点（QDs）荧光“关-开”可逆变化的生物传感器，用于检测鲱鱼精子 DNA（hsDNA）。该传感器利用硫酸多粘菌素 B（PMBS）与 hsDNA 的相互作用作为固有识别性能，并以 GSH 包覆 CdTe QDs 的荧光转变作为外部信号。由于 QDs 到 PMBS 的光诱导电...
肽核酸（PNA）具有比天然核酸探针更高的化学/生物稳定性、特异性和对靶核酸的结合亲和力，但其生物分析应用常受限于在疏水表面的非特异性吸附。本文采用牛血清白蛋白（BSA）作为添加剂，以提高PNA在疏水容器中的稳定性，并改善基于氧化石墨烯（GO）和PNA的DNA荧光传感器性能。在PNA溶液中加入0.01% BSA可有效防止PNA吸附到疏...
受自然界分子识别与信号响应机制启发，作者设计了一种两亲性共轭聚合物-DNA复合信标，用于高灵敏检测蛋白和离子。该探针由亲水性DNA部分和疏水性共轭聚合物（CP）单元组成，在水溶液中可自组装形成以CP为疏水核、DNA为亲水壳的胶束；由于聚集诱导荧光猝灭（ACQ）效应，CP荧光被抑制。加入端粒酶后，端粒酶催化DNA探针延长，显著改变探针...
有机磷化合物含有磷酸或硫代磷酸键，主要用作农药，也可作为化学战剂。传统 GC-MS 和 LC-MS 方法灵敏但难以现场实时检测。本研究利用 Alicyclobacillus acidocaldarius 酯酶2（EST2）对有机磷化合物的高亲和结合，通过分子对接评估其对对氧磷（paraoxon）及对硫磷（parathion）、毒死蜱...
本文首次报道了一种基于DNA分子门封口的金纳米笼（AuNCs）控释生物传感器，用于三磷酸腺苷（ATP）的等温扩增检测，并成功应用于细胞裂解液中胞内ATP检测。两种巯基修饰短链DNA S1和S2通过Au–硫醇键组装在AuNCs表面，长链DNA S3与二者杂交形成分子门，抑制填充于AuNCs中空内部的罗丹明B（RhB）等荧光分子释放。引...
本文报道了一类基于二聚化依赖荧光蛋白（ddFP）异二聚体伙伴可逆交换的遗传编码荧光生物传感器。ddFP由含色团的A拷贝（绿色GA或红色RA）和不形成色团但可显著增强A拷贝荧光的B拷贝组成；GA与RA均可与互补B拷贝结合形成荧光异二聚体。作者利用B拷贝在GA与RA之间的竞争性交换，使蛋白酶切割、Ca2+结合、PIP2水解、cAMP/P...
荧光生物传感器可直接探测活细胞内生化过程的时空动态，已革新细胞内信号转导研究。本综述总结利用生物传感器解析 G 蛋白偶联受体（GPCR）信号通路分子细节的最新进展，并展望该领域未来。GPCR 是 G 蛋白信号起始分子，约 1000 个人类基因编码 GPCR；配体结合诱导受体构象变化，招募并激活异三聚体 G 蛋白，Gα 亚基结合 GT...
荧光生物传感器的发展旨在实时监测活细胞中特定代谢物水平。常见策略包括将蛋白受体与荧光蛋白融合，或合成小分子反应探针；天然代谢物感应核糖开关也曾用于报告基因系统。近期研究表明，将核糖开关适配体与体外筛选的 Spinach 适配体融合，可构建 RNA 荧光生物传感器，其中 Spinach 结合细胞可渗透的条件荧光分子 DFHBI。本文描...
基于荧光方法的光学传感器广泛用于医疗和环境监测等领域，但开发便携式高灵敏检测系统推动了纳米材料传感器的快速发展。本文制备了一种基于硅纳米网（硅纳米线网络，SiNW）的生物传感器，用于通过荧光显微镜检测DNA杂交。作者证明，利用SiNW的大比表面积和高长径比，该纳米网传感器相比平面基底具有显著增强的灵敏度和更好的选择性。荧光信号强度随...
本文首次报道T7外切酶（T7 exonuclease）对单碱基错配具有高度特异性识别能力，完全匹配与单碱基错配体系的反应速率比约为26。基于该酶从5'端水解完全匹配双链DNA、而5'端错配可阻止其降解的特性，作者发展了一种靶标循环放大荧光生物传感器策略用于单核苷酸多态性（SNP）检测。该策略采用5'端标记FAM的DNA探针，使其与突...
活性茉莉酸（JA）是协调植物对生物和非生物胁迫响应的核心信号，但长期缺乏用于分析其体内时空分布的工具。本文报道了一种名为 Jas9-VENUS 的茉莉酸感知生物传感器，可高时空灵敏度地定量胁迫条件下 JA 分布的动态变化。Jas9-VENUS 的丰度依赖于活性 JA 异构体、COI1 共受体、功能性 Jas 基序以及蛋白酶体活性。作...
过氧化氢（H2O2）是生物体内多种酶促反应的副产物，也是常见生物传感器靶标。本文以荧光标记DNA作为探针，研究H2O2与纳米氧化铈（nanoceria）的相互作用。FAM标记DNA可强烈吸附于CeO2纳米颗粒表面，荧光被猝灭；加入H2O2后，H2O2作为配体使吸附DNA从纳米氧化铈表面脱附，荧光增强超过20倍。变性凝胶电泳和表面基团...
本文采用水热法以明胶为前驱体制备了高荧光量子产率碳点（C-dots），其粒径约4–10 nm，荧光量子产率约23%。研究发现，C-dots对过氧化氢（H2O2）本身不敏感，但对羟基自由基（•OH）具有特殊敏感性，可被•OH有效猝灭。基于Fenton反应中Fe2+与H2O2生成•OH的机制，作者构建了以C-dots为荧光探针的H2O2...
本研究以三种重镧系离子（Ho3+、Er3+、Tm3+）为辅助因子，对 RNA 切割 DNAzyme 进行体外选择。序列比对显示约半数文库属于一个新 DNAzyme 家族。该家族具有简单环状结构，仅对七种重镧系离子具有活性；在非镧系离子中只有 Y3+ 能诱导切割，甚至 Pb2+ 也不能切割，表明其特异性很高。代表性 DNAzyme T...
肝癌的无创早期诊断是提高生存率最有效途径。本文开发了一种基于目标循环和硫黄素T（ThT）诱导G-四链体形成的无酶、无标记荧光生物传感器，用于检测人血清中与肝癌相关的短基因MXR7。该传感器在0–350 fM范围内对靶DNA呈线性响应，检出限低至10 fM。由于ThT对G-四链体具有优异的结构选择性，该传感器具有更好的区分能力和更高灵...
本文报道了一种基于滚环扩增（RCA）的单色量子点–钌配合物（QDs–Ru）组装二聚体均相荧光DNA生物传感器。该策略包括三步：首先，目标DNA启动RCA反应并产生线性RCA产物；其次，互补DNA与RCA产物杂交形成长双链DNA（dsDNA）；最后，[Ru(phen)2(dppx)]2+嵌入长dsDNA并发出强荧光。由于该钌配合物与长...
前列腺特异性抗原（PSA）是前列腺癌早期诊断及后续治疗监测中最重要的生物标志物。二硫化钼（MoS2）纳米片是一种类石墨烯的二维层状纳米材料，与石墨烯相比，其对染料标记单链DNA探针具有更强的荧光猝灭能力。本研究提出一种新型适配体功能化MoS2纳米片荧光生物传感器用于检测PSA。该传感器以5′端标记FAM的PSA适配体探针为识别元件，...
生物传感器在食品工业中可用于头孢菌素检测，以降低污染、保障食品安全并减少抗生素耐药性传播。利用β-内酰胺酶与其头孢菌素底物/抑制剂之间的特异性相互作用，作者此前构建了基于荧光素标记的C类β-内酰胺酶突变体V211Cf的生物传感器，用于无试剂检测头孢菌素和C类β-内酰胺酶抑制剂。当加入底物或抑制剂时，分析物改变共价连接在酶活性位点附近...