抗生素耐药性的全球威胁提高了抗生素检测的重要性。传统抗生素检测方法耗时长且需要昂贵专用设备。本文提出一种用于检测常用抗生素氨苄西林（AMP）的简单快速生物传感器。该方法基于壳聚糖包覆的锰掺杂硫化锌（Mn:ZnS）微材料的荧光特性，并结合β-内酰胺酶。传感器在去离子水中表现出最高灵敏度，线性工作范围为13.1–72.2 pM，检出限为...
脓毒症的及时干预依赖于肝素结合蛋白（HBP）的快速检测。现有方法多为抗体免疫检测，存在操作复杂、检测较慢等问题，难以满足临床急需。本研究首先通过磁珠SELEX筛选HBP特异性DNA适配体，其中Apt-01、Apt-02和Apt-13对HBP具有较高亲和力，KD分别为3.42、1.44和1.04 nmol/L。随后，将HBP适配体与其...
内质网（ER）应激参与癌症、2型糖尿病、肾病、动脉粥样硬化及神经退行性疾病（尤其帕金森病，PD）的发病机制。目前 PD 尚无有效治疗，深入理解 ER 应激条件下未折叠蛋白反应（UPR）从适应性反应向凋亡转变的机制，有助于寻找治疗策略。基于荧光蛋白的遗传编码生物传感器可用于活细胞中分子事件的实时可视化。本研究将患者特异性 iPSC 技...
牛结节性皮肤病（Lumpy Skin Disease, LSD）是由牛结节性皮肤病病毒（Lumpy Skin Disease virus, LSDV）引起的一种法定报告性病毒病，通常伴随生产力下降、不育和死亡等严重经济损失。由于 LSDV 与绵羊痘病毒（SPV）和山羊痘病毒（GPV）在遗传和抗原上具有相似性，传统诊断方法在灵敏度、特...
本研究开发了一种基于氧化铈（CeO2）纳米颗粒的高灵敏荧光纳米生物传感器，用于快速检测 DNA 甲基化。通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱（EDS）、X 射线衍射（XRD）、紫外-可见光谱和荧光光谱对 CeO2 纳米颗粒进行表征。将 CeO2 纳米颗粒与单链 DNA（ssDNA）探针反应形成 DNA...
蛋白激酶C（PKC）家族由三个调控方式不同的亚家族组成，长期以来被认为是多种细胞功能的关键。然而，PKC 酶在不同亚细胞位置如何被调控，尤其是在内质网、溶酶体和 Par 信号复合体等新兴信号枢纽，仍不清楚。本文报道了一种高灵敏度的激发比率型 C 激酶活性报告器 ExRai-CKAR2，可检测亚细胞 PKC 活性的微小变化。将 ExR...
磷酸兰（PLB）是调节心肌肌浆网钙泵（SERCA）的跨膜微肽，但其物理机制仍不清楚。PLB 降低活性 SERCA 对 Ca2+ 的敏感性，提高泵循环所需 Ca2+ 浓度；但在无 ATP 时 PLB 并不降低 SERCA 的 Ca2+ 结合，提示其并非直接抑制 Ca2+ 亲和位点。传统解释认为 PLB 减慢与 Ca2+ 结合相关的酶循...
局灶黏附（FA）是连接细胞外基质结合整合素与肌动蛋白细胞骨架的多蛋白复合体，并传递调控细胞黏附、细胞骨架动力学和迁移的信号。尽管FA中丝氨酸/苏氨酸磷酸化比酪氨酸磷酸化更丰富，其机制仍不清楚。蛋白激酶A（PKA）在细胞黏附和迁移中发挥重要作用，且其功能高度依赖亚细胞定位。本研究证明PKA存在于分离的FA-细胞骨架复合物中，并在活细胞...
氧氟沙星（OFL）因价格低、抗菌谱广而广泛用于畜牧和水产养殖，但其降解慢、易在动物源性食品中残留，威胁人体健康。本研究开发了一种用于肉制品中OFL残留检测的简单高效方法。首先通过酰胺化反应将OFL偶联到氨基磁珠上，作为固定相；随后利用指数富集（SELEX）技术筛选出对OFL具有高亲和力和特异性的适配体AWO-06。以AWO-06为探...
血清素（5-HT）在情绪、抑郁及血管收缩中发挥关键作用，其突触清除依赖血清素转运体（SERT）和有机阳离子转运体（OCT），也是抗抑郁药和致幻剂 MDMA 的主要靶点。传统研究几乎完全依赖放射性标记 5-HT 的异质终点法，存在操作繁琐、通量低、需特殊许可且难以区分抑制剂与释放剂等问题。本文基于遗传编码荧光生物传感器 iSeroSn...
实现治疗性生物碱的工业规模生物制造面临生物催化剂工程缓慢的挑战。石蒜科生物碱（如治疗阿尔茨海默病的加兰他敏）是结构复杂的植物次级代谢物，通常需从低产水仙中萃取纯化。本文提出一种生物传感器—机器学习技术栈，用于在大肠杆菌中工程化石蒜科生物碱关键分支中间体 4′-O-甲基去贝拉定（4NB）相关酶。通过定向进化，作者基于 RamR 转录因...
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...