循环 microRNA 已成为潜在诊断生物标志物。miR-99a-5p 的失调此前已被报道为早期乳腺癌的有效生物标志物。本文报道了一种基于多孔阳极氧化铝（NAA）的新型生物传感器，可高灵敏、高选择性地检测血浆中的 miR-99a-5p。NAA 孔道内装载罗丹明 B，并用能与目标 miRNA 互补的特异性寡核苷酸进行封顶，从而在目标存...
活性氧（ROS）异常产生会导致组织损伤积累，并与多种人类疾病相关。尽管已开发多种 ROS 传感器，但由于 ROS 本身不稳定，其在 ROS 相关生理与病理过程中的应用仍受限。本文开发了遗传编码荧光生物传感器 Trx1-cpYFP-fRMsr（TYfR），该传感器由突变硫氧还蛋白 Trx1、环状置换黄色荧光蛋白 cpYFP 和大肠杆菌...
荧光生物传感器是分子成像、检测与药物筛选的重要工具。传统方法通常将荧光基团引入已知配体或结合蛋白，但难以应用于配体未知的靶标，且探针连接位点优化耗时。本文提出一种不依赖已知配体的荧光生物传感器筛选策略，构建了显示设计α-螺旋肽的荧光修饰噬菌体库。该库中肽链被设计为α-螺旋结构，一个用于探针修饰的半胱氨酸位于同一螺旋面的四个随机残基中...
本研究针对多种毒素联合暴露风险，开发了一种基于活哺乳动物细胞的光学生物传感器，用于监测水样中镉（Cd）和脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）并评价其联合毒性。前期调查发现DON与Cd常同时存在于多种产品中，RNA-seq显示AP-1参与HT-29细胞中DON+Cd的联合毒性。据此构建并优化了AP-1位点-mCherry荧光报告生物传感器，并...
人巨细胞病毒（HCMV）可在健康个体中引起持续无症状感染，并对新生儿、免疫缺陷者和器官移植受者构成潜在威胁，因此早期准确诊断 HCMV 感染对阻断隐匿传播和重症进展至关重要。现有诊断主要依赖血清学、抗原检测和基于 PCR 的核酸检测；血清学检测抗体属于间接方法，而抗原和病毒核酸检测虽可直接检测病毒，但步骤繁琐复杂。本文提出一种简单便...
flap内切酶1（FEN1）是一种可切割分支双链DNA 5′突出端的内源核酸酶，在DNA复制与修复中发挥重要作用。由于肿瘤细胞DNA复制普遍上调，FEN1常在癌症中过表达，因而被视为肿瘤诊断与预后评估的潜在生物标志物。然而，目前针对FEN1的高灵敏、简便分析方法仍然有限。本文开发了一种基于哑铃DNA探针切割诱导连接和滚环扩增（RCA...
本研究开发了一种基于距离依赖光诱导电子转移（PET）与靶标跨链置换循环放大策略的荧光生物传感器平台，用于检测 MicroRNA。通过巧妙设计 DNA 十字结构保护限制性酶切位点，在引物、Klenow DNA 聚合酶和 Nt.BbvCI 切口内切酶作用下，靶标 miRNA 触发循环链置换反应，将少量输入靶标转化为大量单链 DNA 产物...
本文报道了一种用于灵敏检测DNA甲基化的新型荧光生物传感器，该传感器将单分子检测与内切酶IV（endo IV）辅助信号放大相结合。传感器以甲基化敏感限制性内切酶HpaII判别靶DNA甲基化状态：未甲基化DNA被HpaII切割，甲基化DNA得以保留；保留的甲基化DNA链与含AP位点、5'端生物素和3'端Cy5标记的信号探针杂交，并被链...
探测细胞内蛋白激酶动态并定量其活性，是理解协调细胞生长与分裂、并在过度增殖和病理状态中作为生物标志物及药物靶点的分子机制的重要挑战。本文报道了有丝分裂激酶 CDK1 纳米生物传感器的工程化构建与表征：通过碳纳米管多功能化，在其表面连接 CDK1 特异性荧光肽报告子。该原创性 CDK1 活性报告子将荧光生物传感器的高敏感性与碳纳米管独...
近年来，源自天然生物质的荧光碳点因优异的光学和化学性质受到广泛关注。本文提出一种以生物质废弃物为前驱体合成氮、硫、磷共掺杂荧光碳点（NSP-CDs）的方法。以青椒籽为原料，经一步水热法制备得到蓝光发射碳点；Fe3+离子可淬灭NSP-CDs的荧光，因此构建了基于NSP-CDs的荧光“关闭型”传感器用于检测Fe3+。进一步将NSP-CD...
肿瘤来源外泌体中包裹的 microRNA（miRNA）正成为肺癌早期诊断和预后评估的理想生物标志物，但传统外泌体 miRNA 提取过程常限制检测准确性与灵敏度。本研究建立了一种基于二硫化钼（MoS2）纳米片荧光猝灭特性和双链特异性核酸酶（DSN）酶辅助信号放大特性的外泌体 miRNA 荧光定量检测方法。首先，荧光标记核酸探针与目标 ...
G蛋白偶联受体Frizzled1-10（FZD1-10）是介导19种哺乳动物分泌型Wingless/Int-1脂糖蛋白（WNTs）诱导胞内信号的分子检查点。尽管这些信号组分在健康与疾病中至关重要，但由于缺乏合适的生物物理技术，目前对WNT/FZD选择性、受体激活机制以及单个配体/受体对介导的胞内信号传播了解有限。本研究开发了基于荧光...
本文基于三维（3D）DNA行走器和催化发夹组装（CHA）反应策略，开发了一种酶介导的通用荧光生物传感器模板，用于病原体的快速检测。在细菌识别步骤中，细菌与双链复合物之间的链置换反应释放行走链；行走链触发DNA行走器产生酶片段，并以金纳米颗粒（AuNPs）为轨道，提供优异的DNA配体锚定区域。在CHA步骤中，酶片段诱导CHA循环产生荧...
基于三维（3-D）DNA行走器构建的分子机器已成为新型生物传感器、货物递送平台和细胞内成像等领域的研究热点。本文首次提出一种跛足DNA walker，其可在基于微球的三维轨道上随机、自主移动。该随机跛足行走器具有长腿和短腿：长腿主要负责持续移动，短腿负责快速切割底物。其运动由切口内切酶对杂交DNA轨道的切割驱动。动力学与持久性研究表...
本文为《International Journal of Biological Macromolecules》2020年第165卷472–482页论文《Design of a structure-based fluorescent biosensor from bioengineered arginine deiminase for...
可溶性腺苷酸环化酶（sAC，ADCY10）在细胞内区室介导 cAMP 信号，其活性受 ATP、碳酸氢盐和游离 Ca2+ 影响，可能作为代谢传感器。本研究证明，在多种细胞系及小鼠原代肝细胞、胆管细胞中，药理学和遗传学抑制 sAC 均使乳酸分泌增加、丙酮酸分泌减少，培养上清乳酸/丙酮酸比值升高，反映胞质游离 [NADH]/[NAD+] ...
本文报道了一种基于氧化锌（ZnO）量子点（QDs）的新型荧光生物传感器，用于在不同溶液中检测半胱氨酸（Cys）。首先通过香兰醛（SA）与三聚氰胺（MEL）的缩合反应合成三聚氰胺基荧光前探针（AMP），随后将溶胶-凝胶法制备的 ZnO QDs 经超声均匀分散于 AMP 溶液中，形成 AMP-ZnO 荧光探针。该探针用于牛血清白蛋白（B...
敏感且特异的 microRNA 检测对癌症早期诊断至关重要。本文设计了一种基于指数扩增反应（EXPAR）和切割内切酶驱动的三维双足 DNA 行走器（BDW）的荧光 microRNA 生物传感器。目标 microRNA 在 Klenow fragment 聚合酶（KF）和切割内切酶 Nt.BsmAI 辅助下启动 EXPAR，在溶液中产...
本文报道了一种基于二氧化锰(MnO2)纳米片调节硫胺素(TH)光致发光来检测丁酰胆碱酯酶(BChE)活性的新型生物传感策略。MnO2纳米片具有类氧化酶活性，可催化非荧光底物TH氧化生成强荧光硫色胺(TC)。当目标BChE在S-丁酰硫胆碱碘化物(BTCh)存在下水解生成硫胆碱时，硫胆碱将MnO2纳米片还原为Mn2+，使其失去类氧化酶活...
骨质疏松（OP）是一种因骨形成或骨吸收失衡导致骨量下降和骨微结构破坏的疾病。骨钙素（osteocalcin, OC）和β-CrossLaps（beta-crosslap, BC）分别是骨形成和骨吸收的重要血清标志物，也用于雌激素替代治疗监测。常规 ELISA 等抗体方法存在热稳定性差、灵敏度有限、需牺牲动物及成本高等局限。本文采用系...