准确快速检测核酸序列对疾病监测、临床治疗、基因分析和药物发现至关重要。本研究开发了一种“开启式”荧光生物传感器，用于简单高效检测核酸生物标志物。该体系以6-羧基荧光素标记的单链DNA（FAM-ssDNA）作为分子识别元件和荧光报告基团，并与聚多巴胺功能化树枝状纤维二氧化硅纳米颗粒（DFNS@DA）结合。DFNS@DA通过多元金属离子...
骨关节炎（OA）因高经济负担、致残性和疼痛已成为严重社会问题。现有临床影像手段虽能评估OA发生与进展，但通常只能在出现明显结构退变和临床症状的II期检出，而血管内皮生长因子（VEGF）诱导的血管生成在OA早期及全程均存在，使VEGF相关基因序列有望成为早期诊断和疾病监测的生物标志物。本文开发了一种简便、快速的VEGF相关单链DNA（...
炎症疾病生物标志物检测是慢性伤口即时诊断研究的重要方向。本文评估了两种生物传感器设计要素：一是以棉籽副产物制备的纤维素纳米纤维（CNF）基质作为传感器换能表面；二是CNF纤维素骨架与肽荧光团之间间隔臂长度和形态对猪胰弹性蛋白酶（PPE）和人中性粒细胞弹性蛋白酶（HNE）传感活性的影响。X射线晶体学、比表面积和孔径分析表明CNF具有高...
微生物必须响应环境变化，分析其在动态扰动下功能（如比生长速率或产物得率）的稳健性对实验室和工业均很重要。近期已开发可在 96 孔板中跨条件、时间窗和群体评估多种功能稳健性的定量方法，但微孔板中环境变化缓慢且不确定。动态微流控单细胞培养（dMSCC）可精确维持和操控微环境，并通过活细胞成像追踪单细胞。本研究将 dMSCC 与稳健性定量...
葡萄糖代谢是布氏锥虫（Trypanosoma brucei）生存与发育的关键过程，血型和前循环型寄生虫的糖体（glycosome）容纳大部分糖酵解酶。葡萄糖缺乏可迅速引起糖体酸化，并可能通过别构调节己糖激酶等糖酵解酶。既往化学pH探针需要持续供给且难以稳定定位于糖体，限制了应用。本文报道了表达糖体定位pHluorin2（pHL）的可...
尽管传感技术在材料、生物标志物及制备检测方法方面不断进步，构建快速、准确且低成本的细菌检测平台仍是重大挑战。本研究将混合二硫化钼（MoS2）纳米片与氨基定制探针相结合，开发了一种用于枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）DNA检测的快速、灵敏荧光生物传感器。基于荧光测量，该传感器在23.6–130 aM范围内呈线性响应，...
脓毒症是由机体对既有感染产生过度反应导致的危重医学状况，早期检测致脓毒症细菌感染可显著改善治疗并预防脓毒症发生。然而，现有即时检测传感器往往复杂、昂贵，或缺乏有效细菌检测所需灵敏度。为此，作者开发了一种石墨烯氧化物CRISPR-Cas12a（GO-CRISPR）生物传感器，用于人血清中致脓毒症细菌的现场检测。该策略中，单链DNA（s...
在生物威胁事件中，早期、快速且特异的检测至关重要，免疫检测装置可满足现场使用和低成本需求。在这些装置设计中，表面抗体固定化是关键。尼龙纳米纤维因可提高比表面积而增加免疫捕获效率，已被视为优良固定化表面。本文进一步研究其可重复使用性与稳定性。可重复使用性研究中，采用不同pH剥离液处理经蛋白A/G锚定的定向抗体尼龙纳米纤维，结果显示甘氨...
遗传编码荧光神经递质生物传感器的发展使在活体中以高时空分辨率记录5-羟色胺（5-HT）信号动态成为可能，但现有5-HT生物传感器在多种体内条件下的适用性尚未完全确立。本研究利用两光子显微镜在清醒固定小鼠中评估特定5-HT生物传感器监测初级体感皮层（S1BF）5-HT动态的有效性。作者通过病毒载体在S1BF表达GRAB.5-HT1.0...
睡眠与免疫系统活动相互影响，但其与脑内常驻免疫细胞小胶质细胞的具体关系仍不清楚。本研究在小鼠中表明，小胶质细胞可通过涉及 Gi 蛋白偶联的 G 蛋白偶联受体（GPCR）、胞内 Ca2+ 信号以及抑制去甲肾上腺素（NE）传递的机制调节睡眠。化学遗传学激活小胶质细胞 Gi 信号可显著促进睡眠，而药理学阻断 Gi 偶联 P2Y12 受体则...
在单配制物种中，针对配偶的亲社会行为与针对陌生个体或潜在威胁的行为显著不同。伏隔核多巴胺释放在社会奖励与动机中作用明确，但其如何驱动对配偶与陌生同种个体高度分化的社会行为仍不清楚。本研究以单配制草原田鼠为模型，首先通过受体药理学在配偶偏好和社会操作性任务中表明，多巴胺对寻求社会互动的趋近动机至关重要，但对低努力、非条件化的完成性行为...
邻氨基苯甲酸（ANT）及其衍生物是聚氨酯、染料和食品添加剂合成的重要基础化学品。目前 ANT 主要利用石油来源甲苯经化学法生产，但作为莽草酸途径中间体，也可通过生物技术获得。本研究对谷氨酸棒杆菌进行代谢工程，使其以葡萄糖和木糖混合物为碳源生产 ANT。首先引入来自大肠杆菌的反馈抗性 3-脱氧-D-阿拉伯庚糖酸-7-磷酸合酶基因 ar...
能量代谢支撑神经元功能，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方法缺乏对单个回路、细胞或亚细胞区域的分辨率。本研究将糖酵解荧光生物传感器 HYlight 适配到秀丽隐杆线虫（C. elegans），用于在活体中成像单个神经元内糖酵解的动态变化。作者发现神经元能够细胞自主地进行糖酵解，并在能量应激...