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...
近年来，病原微生物感染已成为全球重大公共卫生问题，迫切需要高效、快速、低成本且易于使用的生物传感系统对病原进行监测。本文综述了不同荧光标记及其在基于荧光的生物传感器技术中的应用，重点讨论有机染料、纳米材料和稀土元素在细菌快速、直接、灵敏和实时识别中的作用。文中介绍了荧光素、罗丹明、花青染料、Alexa染料等有机荧光标记，以及量子点、...
本文基于具有聚集诱导发光（AIE）特性的磷酸化四苯基乙烯（TPE）衍生物，开发了一种双模式荧光“开启”探针。该探针在水溶液中荧光较弱，但在鱼精蛋白或碱性磷酸酶（ALP）存在下荧光显著增强。阳离子鱼精蛋白通过静电作用与两亲性探针的阴离子磷酸基团结合，诱导胶束形成；胶束使疏水TPE核聚集，从而增强荧光，鱼精蛋白检测限低至12 ng mL...
氧化还原系统的动力学与空间分离使氧化还原生物学研究极具挑战。基因编码生物传感器，尤其是谷胱甘肽特异性氧化还原敏感黄色荧光蛋白（rxYFP），可克服传统 GSH/GSSG 测量局限。本研究构建分别靶向细胞质、细胞核和线粒体基质的 rxYFP 表达质粒，并导入人宫颈癌 HeLa 细胞。通过氧化还原蛋白提取、氧化还原 Western 印迹...
环磷酸腺苷（cAMP）和环磷酸鸟苷（cGMP）是广泛存在的第二信使，可将激素和神经递质的神经调质信号转导为特定功能输出。它们的生成、降解和信号传递受到时空调控，以实现高特异性信号转导。遗传编码荧光生物传感器的发展，为在培养细胞和活体动物中以前所未有的时空分辨率研究这些多功能第二信使及其下游效应器提供了有力工具。本综述首先介绍这些荧光...
本文设计了一种新型纳米多孔聚脲网络材料 POP-PU，该材料在合适极性溶剂中表现出聚集诱导白光发射。作为准白光发射体，POP-PU 中的聚合物发光基团可与极性溶剂相互作用并发生电荷转移；溶剂辅助冻结非刚性聚合物纳米颗粒的旋转自由度，使整个溶液发出色温为 8533 K 的白光。该纳米多孔材料还具有 DDA（donor-donor-ac...
三磷酸腺苷（ATP）是细胞内核心的能量转移、磷酸供体和信号分子。ATP 在磷酸基团转移过程中生成二磷酸腺苷（ADP），因此 ATP/ADP 比值直接反映细胞能量电荷和磷酸化势，并调控多种 ATP 依赖酶与信号蛋白。ATP 从 ADP 再生还可作为能量代谢和线粒体功能的重要读出。为此，作者开发了一种基因编码荧光生物传感器 Percev...