本文报道了一种基于N-乙酰-L-半胱氨酸（NALC）包覆镉碲量子点（CdTe QDs）的“关-开”荧光生物传感器，用于高灵敏度检测谷胱甘肽（GSH）。该传感器利用两个关键性质：一方面，NALC包覆CdTe QDs具有较强荧光，Hg2+可与QDs表面NALC结合，并通过光激发态电子转移使荧光显著猝灭；另一方面，在GSH存在时，GSH与...
Quenchbody（Q-body）是一种新型荧光生物传感器，其原理是抗原依赖性解除连接在抗体结构域上的荧光团的猝灭效应。为建立基于Q-body定量脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON，deoxynivalenol）的方法，作者根据特异性抗DON单克隆抗体的序列信息合成了抗DON Q-body。纯化后的抗DON Q-body与DON混合后，荧...
单核苷酸多态性（SNP）常与多种基因相关人类疾病有关，其检测备受关注。本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）纳米片的荧光DNA生物传感器，用于研究单碱基错配的类型、位置以及链长对检测的影响。该传感器利用GO对染料标记单链DNA（ssDNA）的高效荧光淬灭作用：当TAMRA标记探针P1未杂交时，ssDNA吸附于GO表面并被淬灭；与完全互...
本文是一篇编辑评论，围绕神经元中环核苷酸信号动态的 Frontiers 专题研究进行概述。文章指出，三篇原创研究利用荧光生物传感器在天然神经元中解析 cAMP/cGMP 信号级联，较异源表达系统更具生理相关性。Nomura 等量化单个神经元对多巴胺和去甲肾上腺素的反应，揭示不同皮层区域敏感性差异；Polito 等利用空间分辨成像分析...
针对PCR过程中常伴随的非特异性扩增和DNA污染问题，本文建立了一种基于三链体DNA形成和分子信标序列特异性识别PCR产物的凝血酶荧光生物传感器。传感器设计了探针A和探针B，二者均含有凝血酶适配体序列。加入凝血酶后，两条探针通过适配体介导的识别发生杂交，随后在Klenow片段聚合酶和dNTP存在下对探针B进行延伸，生成PCR模板。再...
金包覆氧化石墨烯杂化材料（GO/AuNPs）具有π–π堆积等特性，可作为荧光染料淬灭剂，从而提高荧光生物传感器的信背比。本研究使用四甲基-6-羧基罗丹明（TAMRA）标记的、特异性结合CD44透明质酸结合域的适配体，构建GO/AuNPs–TAMRA-aptamer复合物检测CD44阳性癌细胞。TAMRA-aptamer通过π–π堆积...
在药物评价中，多细胞肿瘤球体等三维模型具有重要价值，但监测其中 DNA 损伤响应（DDR）通路的激活仍是挑战。本文报道了一种荧光生物传感器 DDR-Act-FP，通过监测 p21 启动子的 p53 依赖性激活来检测 DDR 激活。作者将 p21/CIP1 启动子驱动的 mRFP 荧光蛋白报告系统稳定导入 HCT116 细胞，证明表达...
线粒体功能障碍与多种人类疾病及正常衰老相关，其稳态依赖线粒体自噬（mitophagy）介导的受损线粒体向溶酶体转运与降解。线粒体自噬依赖巨自噬（macroautophagy），但本身是选择性过程，可在特定条件下与巨自噬解耦，因此需同时并分别评估两者。作者开发了一种基于流式细胞术（FCM）的高通量定量方法，利用单一荧光蛋白生物传感器 ...
血小板致密颗粒（PDG）是酸性钙储存器，对正常止血至关重要。它们由晚期内体区室通过囊泡运输接收 PDG 特异性蛋白而发育，但成熟机制尚不清楚。本文证明双孔通道 2（TPC2）是 PDG 膜组分，可调节 PDG 腔内 pH 和可释放 Ca2+ 池。作者利用遗传编码 Ca2+ 生物传感器和 TPC2 孔突变体，阐明 TPC2 在 PDG...
本文报道了一种基于大肠杆菌周质磷酸结合蛋白 PstS（PBP）的无试剂荧光生物传感器，用于检测无机磷酸（Pi）。作者通过突变弱化原有 rho-PBP 对 Pi 的高亲和力，使传感器可在更高 Pi 浓度下工作，并允许以低于化学计量比的低浓度使用。最终变体在原有 A17C 和 A197C 两个罗丹明标记位点基础上引入铰链区 I76G 突...
本文报道了一种基于聚胸腺嘧啶（poly T）模板铜纳米颗粒（Cu NPs）和小分子连接 DNA 端部保护机制的荧光生物传感器，用于蛋白质检测。以生物素及其结合蛋白链霉亲和素（SA）为模型体系，设计 3′端连接生物素的 poly T 探针（biotin-T30）。当存在 SA 时，生物素与 SA 高亲和结合，使 biotin-T30 ...
本文报道了一种基于无标记荧光分子信标（MB）的 DNA 序列检测生物传感器。该分子信标为发夹状 DNA 探针，其末端含有鸟嘌呤富集序列（GRS），可增强 DNA 模板银纳米团簇（Ag NCs）的荧光。在未与目标 DNA 杂交时，发夹结构使 Ag NCs 靠近 GRS，呈现较强荧光；加入互补目标 DNA 后，发夹环打开，Ag NCs ...
本文开发了一种基于二硫化钼（MoS2）纳米片的荧光生物传感器，用于蛋白质检测。该方法将小分子连接DNA末端保护（TPSMLD）与外切酶III（Exo III）辅助DNA循环放大相结合，把蛋白质检测转化为高灵敏度的DNA检测。以链霉亲和素（SA）-生物素体系为模型，探针1为3'端连接生物素的单链DNA，探针2为5'端FAM标记的互补链...
我们此前报道了一类遗传编码的单荧光团传感器 AmTrac 和 MepTrac，可在活细胞中监测膜转运蛋白活性（De Michele 等，2013）。但由于它们基于强度测量，定量应用受限。本研究通过稳态和时间分辨荧光光谱以及各向异性衰减分析，表征了具有不同荧光性质的多种 AmTrac 传感器的光物理特性，以构建改进的比值型传感器。通过...
荧光生物传感器现已常规用于完整组织的双光子显微镜成像，例如脑片和活体动物脑。然而，多数研究测量的是时间变化，例如神经元活动引起的钙瞬变，而非经校准的生物传感器占据率（即被测分析物水平）。真正的定量测量具有挑战性，因为难以或无法在体内原位校准传感器的剂量–响应关系，也难以将组织中的光学信号与体外校准信号进行比较。双波长比率测量会受激光...
构建高效微生物细胞工厂生产可替代生物燃料烷烃的主要瓶颈之一是缺乏快速检测烷烃的方法。本文开发了一种遗传组装的荧光生物传感器，用于快速、原位监测重组大肠杆菌细胞内烷烃合成。作者将来自 Acinetobacter baylyi ADP1 的烷烃响应调控蛋白 AlkR 与 PalkM 启动子，以及来自 Pseudomonas oleovo...
本文报道了一种基于基因工程改造的大肠杆菌（E. coli）表达绿色荧光蛋白（GFP）的荧光光纤毒性生物传感器，用于评估多种危险重金属离子的毒性。检测对象包括 Cu(II)、Cd(II)、Pb(II)、Zn(II)、Cr(VI)、Co(II)、Ni(II)、Ag(I) 和 Fe(III)。在最优条件下，该光学生物传感器的荧光激发和发射...
本文基于 EcoP15I 限制性-修饰酶诱导的 DNA 碱基翻转机制，设计了 AND、OR 和 INHIBIT 三种双输入 DNA 逻辑门。EcoP15I 为大肠杆菌 III 型限制性-修饰酶，由 Res1Mod2 组成，可识别 5'-CAGCAG-3' 双链 DNA 并甲基化第二个腺嘌呤；该过程需将目标碱基翻转出双螺旋，引起 DN...
本文提出一种基于 G-四联体 DNA 结构转换的无标记荧光生物传感器，用于超痕量铽(III)（Tb3+）检测。在 K+ 存在下，硫黄素 T（ThT）可选择性结合 K+ 稳定的平行 G-四联体，使荧光强度显著增强；加入 Tb3+ 后，Tb3+ 竞争性结合平行 G-四联体并诱导其构象改变，导致 ThT 释放和荧光下降。荧光强度变化 ΔF...
本文报道了一种基于DNA酶（DNAzyme）的荧光生物传感器，用于检测Pb2+。传感器中，荧光素酰胺（FAM）标记的底物17S-FAM与DNA酶17E退火后形成凸起结构；DNA嵌入剂溴化乙锭（EB）插入双链区。激发FAM时，FAM向EB发生荧光共振能量转移（FRET），使FAM荧光显著降低。当存在Pb2+时，DNA酶被激活并切割底物...