细胞外囊泡（EVs）是极具潜力的肿瘤生物标志物，但现有EV检测受大分子干扰、标志物异质性和EV丰度低等限制。本文报道了一种基于膜特征的EV生物传感器，用于胰腺癌（PCa）诊断。该平台利用抗体偶联磁性微球（AbMBs）特异性捕获EV膜蛋白，并采用双胆固醇（biChol）修饰的RNA-DNA双链插入EV脂质双分子层，将EV信号转化为RN...
重金属铅（Pb）对健康的危害已长期受到关注，血铅水平（BLL）目前仍是官方评估人体铅暴露程度的主要指标，但成人10 μg/dL、儿童5 μg/dL的所谓安全值对日常饮水或低水平接触是否足够可靠仍存疑。本文综述了预防铅中毒并推进铅毒理研究的方法，重点介绍高灵敏度铅监测与荧光生物传感器，包括基因编码荧光共振能量转移（FRET）生物传感器...
纳米酶是一类可替代天然酶用于多种催化应用的人工酶，但开发新型模拟酶或多酶模拟物仍具挑战。本文报道了一种在温和水相条件下简便制备均匀硫化铜纳米簇（CuS NCs）的方法，并以牛血清白蛋白（BSA）作为模板/稳定剂，使其具有良好的水溶性分散性。CuS NCs 表现出突出的四酶模拟催化活性，包括过氧化物酶（POD）样、过氧化氢酶（CAT）...
蛋白-肽相互作用是理解蛋白功能与信号通路的关键。本文报道了一种基于肽模板金纳米团簇（AuNCs）信标的无标记荧光生物传感器策略，用于检测和筛选蛋白。研究发现，目标蛋白可特异性结合肽的末端并形成保护涂层，从而在羧肽酶存在下阻止肽的水解。肽模板AuNCs本身具有强荧光；当模板肽被羧肽酶Y水解时，AuNCs发生氧化并导致荧光猝灭。若存在能...
本研究设计了一种具有高效催化切割活性的三荧光标记Y形DNAzyme，并合成三维MOF-MoS2纳米盒（3D MOF-MoS2NBs）作为荧光生物传感器的高效猝灭剂。三种酶适配体（EA）与底物适配体（SA）杂交退火形成Y形DNAzyme结构，并在SA的3′端分别标记FAM、TAMRA和ROX荧光基团。当Hg2+、Ni2+和Ag+存在时...
随着工业活动增加，汞大量排入环境并造成严重污染，其生物毒性对人类健康构成威胁，因此需要简单快速的现场监测手段。本研究通过直接修饰荧光蛋白 mCherry 的发色团微环境，成功设计了一种用于 Hg2+ 传感的“关闭型”荧光生物传感器 mCherry L199C。为便于快速筛选与表征，利用细胞表面展示技术将该 mCherry 变体直接表...
本文提出用金属有机框架（MOF）保护 CRISPR-Cas12a 酶/RNA 复合物，以增强其环境耐受性并便于快速释放。作者以 Cas12a/crRNA 为模型，利用 2-甲基咪唑（2-MIM）与 Zn2+ 自组装形成 ZIF-8 包覆复合物，得到粒径 400–600 nm 的 Cas12a/crRNA@ZIF-8 纳米复合材料，包...
基于DNA马达（尤其是DNA walker）的生物传感概念因信号放大能力强、构建灵活，已成为细胞内检测的有力荧光成像工具。然而，现有方法可控性差、易产生假信号，且因常用DNAzyme而需外源供能。为此，本文提出光控与自供能策略：在金纳米颗粒（AuNP）表面引入光裂解模式，使DNA walker具有光控行走行为，可经外部紫外光选择性激...
创伤弧菌（Vibrio vulnificus）是引起海产品相关疾病的重要致病菌，传统培养、PCR 和 LAMP 方法耗时且依赖设备。为快速检测水产品中的该菌，作者通过体外筛选与突变获得 RNA 切割型 DNA 酶 RFD-VV-M2，其活性、特异性和灵敏度最高。该 DNA 酶 5′ 端连接淬灭基团，并与 3′ 端 FAM 标记底物形...
我们展示了由等离子体-光子混合高发射率超表面构成的高灵敏荧光生物传感器。该超表面由带孔硅波导与堆叠互补（SC）金纳米结构组成，可适用于从抗体到核酸的多种靶标。作为验证，免疫球蛋白G（IgG）经微流控通道固定于超表面后，即使在 5 pg/mL（约34 fM）的极低浓度下也能以标度方式直接检测。此外，癌症标志物抗p53抗体在 SC 超表...
未折叠蛋白反应（UPR）是真核细胞应对内质网（ER）应激的高度保守反应，通常由未折叠蛋白积累触发。除与癌症等疾病相关外，UPR 诱导对真核细胞工厂的重组蛋白生产有显著影响，包括工业酵母酿酒酵母。能在单细胞水平准确检测和测量 ER 应激，有助于快速优化蛋白生产条件并实现高通量菌株筛选。现有监测酿酒酵母 UPR 的方法常与培养阶段在时间...
严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）感染引起2019冠状病毒病（COVID-19）并全球传播，可靠诊断是公共卫生优先事项。本文报道一种快速（<1 h）、易实施且准确的CRISPR基倏逝波荧光生物传感平台，用于检测SARS-CoV-2。该平台将Cas13a的旁路切割效应与通用无酶杂交链反应（HCR）相耦合：设计含切割位...
细胞周期与纤毛周期通过中心粒在纤毛基体和有丝分裂中心体中的双重功能紧密偶联，但纤毛组装与去纤毛如何与细胞周期进程协调，以及纤毛长度和远端尖端脱落频率如何随细胞周期阶段变化，在许多细胞类型和发育过程中仍不清楚。为此，作者开发了Arl13bCerulean-Fucci2a三顺反子纤毛与细胞周期生物传感器。该报告系统无需外部刺激，即可在群...
低丰度PIK3CA H1047R基因突变检测对乳腺癌临床诊断和治疗至关重要。本文建立了一种结合级联链置换扩增（C-SDA）与CRISPR/Cas12a反式切割活性的荧光生物传感器，用于超灵敏检测PIK3CA H1047R突变。突变基因片段可与互补序列结合，形成内切酶FspI的完整识别位点；在FspI介导下，突变位点被切割并产生DNA...
微小RNA（miRNA）已被视为癌症早期诊断中极具潜力的无创生物标志物，但临床样品中极低浓度miRNA的放大检测仍具挑战。本文开发了一种整合荧光生物传感器，利用内切酶驱动的多足DNA行走机器实现miRNA的超灵敏检测。在目标miRNA触发下，滚环扩增（RCA）生成长多足行走链；该行走链在金纳米棒（AuNRs）表面预固定的DNA轨道上...
登革病毒（DENV）由蚊虫传播，可致登革热、登革出血热和登革休克综合征，但目前尚无获批抗病毒药物。解旋酶是DENV复制中解开双链病毒RNA的关键酶，其抑制剂可作为直接抗病毒药物。本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）的RNA解旋酶检测平台RheGO，利用GO对核酸碱基和荧光染料的强吸附与荧光淬灭特性，实现RNA底物特异性解旋酶活性的荧...
越来越多的证据表明，许多关键胞内信号事件被区室化于动力学不同的细胞微区室中。遗传编码荧光生物传感器是解析区室化信号的强大工具，但现有方法通常依赖目标蛋白融合与过表达，可能干扰天然信号通路。本文提出一类名为 FluoSTEPs（靶向内源蛋白的荧光传感器）的新型生物传感器，将自互补分裂绿色荧光蛋白、CRISPR 介导的基因敲入和荧光共振...
在典型生物传感器中，通常使用适配体等生物分子进行目标识别，而纳米材料用于信号产生。本文报道了一种反向设计：以纳米材料作为目标识别元件，以DNA作为信号元件。作者发现经典金属有机框架材料沸石咪唑酯骨架材料-67（ZIF-67）对三磷酸腺苷（ATP）具有超高选择性识别能力，因此可使用荧光标记DNA寡核苷酸产生信号。加入1 mM ATP后...
本文开发了一种基于适配体识别、阿仑膦酸（ADA）修饰上转换纳米粒（UCNPs）与金纳米粒（AuNPs）纳米自组装的简单快速荧光生物传感器，用于检测食品中的鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）。适配体通过Au-S键吸附在AuNPs表面，可保护AuNPs在高浓度盐溶液中不发生聚集；随后AuNPs与UCNPs通过...
高灵敏度且易于微加工集成使硅光子成为诊断生物传感器的重要技术。本文提出一种基于二氧化硅（SiO2）的光流控平台，其平面固体芯（SC）波导与液体芯（LC）波导正交交叉，液体芯采用高折射率碘化锌（ZnI2）盐溶液。该结构使荧光颗粒的发射光更均匀地耦合进液体芯导模，并低损耗传输至片外探测器，从而显著提升单颗粒荧光检测性能。实验实现信噪比提...