天然和合成类固醇激素不受控制地排入环境，因其内分泌活性及对各类生物的不利影响而被视为污染物。由于它们广泛存在、低浓度即具内分泌活性，并可能危害环境与人类健康，亟需快速、灵敏、定量的痕量类固醇检测技术。除GC–MS、LC–MS等经典方法外，基于人核类固醇受体的报告系统已建立，但许多系统需人或酵母细胞培养，费时昂贵，或灵敏度不足、仅覆盖...
本研究以固定在蛋壳膜表面的R-藻红蛋白（R-phycoerythrin, R-PE）作为荧光探针，构建了一种用于测定沙丁胺醇（salbutamol, SAL）的荧光传感器。R-PE具有强荧光、大Stokes位移和良好稳定性，蛋壳膜为天然蛋白纤维膜，可通过氨基与生物分子结合，适合作为固定平台。扫描电镜和荧光显微图像表明R-PE成功固定...
本研究报道了一种新型便携式荧光生物传感器，将免疫层析试纸条检测（ITSA）、量子点（QD）标记和试纸条读数仪相结合，用于有机磷农药代谢物的简单、快速、灵敏生物监测。该传感器基于试纸条上的竞争免疫反应：样品中的分析物与固定量的QD偶联类似物竞争结合检测区抗体，被捕获的QD作为荧光信号载体进行读出。作者以3,5,6-三氯吡啶醇（TCP）...
自早期分裂细胞示意图以来，借助多种互补方法，真核细胞及其细胞周期状态的表征已取得显著进展。传统方法多依赖细胞固定，以鉴定细胞裂解液、培养细胞或组织中的分子组分；绿色荧光蛋白（GFP）技术的发展使几乎任何融合蛋白都能在细胞内和体内被可视化，并利用具有明确时空特征的功能元件，发展出遗传编码的细胞周期相位荧光标记，从而以高分辨率实时表征活...
本文探索利用荧光标记的酵母细胞色素c过氧化物酶（CcP）通过Förster共振能量转移（FRET）机制监测一氧化氮（NO）至亚微米水平。NO与CcP的结合亲和力常数Kd为10±1.5 µM；NO解离速率常数koff为0.22±0.08 min−1，二级结合速率常数kon为0.024±0.002 µM−1 min−1。作者还将荧光标记...
本文设计并合成了阳离子和阴离子聚芴乙烯基-苯并噻二唑共聚物（PFEBT），用于蛋白质的荧光开启检测。由于激发态具有电荷转移特征，PFEBT在水溶液中荧光很弱，但聚合物聚集可增强其黄色荧光。与蛋白结合时，PFEBT表现出荧光增强而非猝灭。静电作用和疏水作用均可促进PFEBT/蛋白复合物形成并提高荧光，增强程度取决于聚合物和蛋白性质。通...
本研究旨在表征模型环境毒物甲基汞（MeHg）在斑马鱼胚胎中的作用机制。作者将野生型和荧光报告转基因斑马鱼胚胎暴露于 MeHg，确定其有效浓度与暴露窗口，并通过原位杂交系统评估基因表达变化。结果显示，MeHg 损害鳍褶和尾鳍原基发育；在 6 μg/L MeHg 时即可观察到转基因表达改变，使 shh:gfp 品系成为对 MeHg 暴露...
DJ-1 基因突变可导致常染色体隐性早发型帕金森病，DJ-1 功能缺失被认为是致病机制，但其功能仍有争议。本研究显示，DJ-1 定位于胞质，并以同源二聚体形式与膜及细胞器相关；致病突变 L166P 使其亚细胞分布转向细胞核，降低二聚化能力，损害细胞存活。利用细胞内折叠酶生物传感器 cdYFP，作者发现野生型 DJ-1 具有分子伴侣活...
本文开发了一种基于适配体和吡rene标记荧光探针的钾离子（K+）灵敏生物传感器。以未修饰的血栓结合DNA适配体作为分子识别元件，将一段与适配体部分互补的寡核苷酸两端标记吡rene，用于转导K+与适配体的结合事件。当体系中存在K+时，K+诱导适配体形成椅型四链体结构，使互补寡核苷酸从适配体上被置换释放；释放的互补寡核苷酸通过自折叠形成...
作为核酸分子“光开关”，Ru(bipy)2(dppx)2+在双螺旋DNA存在时显示强荧光，是检测双链DNA的良好探针。然而，当向Ru(bipy)2(dppx)2+-DNA体系中加入Ag+时，其荧光被淬灭。基于这一现象，作者提出了一种简单、快速且特异的Ag+测定方法。在最佳条件下，Ag+浓度与Ru(bipy)2(dppx)2+荧光强度...
高氯酸盐是一种环境污染物，可通过与钠碘同向转运体（NIS）相互作用损害甲状腺功能。NIS 是甲状腺摄取碘化物的转运体，高氯酸盐既是碘化物转运的竞争性抑制剂，也可被 NIS 转运。本研究评估黄色荧光蛋白变体 YFP-H148Q/I152L 作为可遗传编码生物传感器，用于实时荧光显微镜监测细胞内高氯酸盐浓度。重组 YFP-H148Q/I...
细胞凋亡是许多生物学研究的核心问题，但缺乏能够以无毒、非侵入方式连续监测凋亡或细胞活力的方法。本文报道了一种适用于活细胞成像的工具，可在不扰动细胞环境的情况下实时可视化凋亡变化。作者设计了一种极性敏感的 annexin 基生物传感器（pSIVA），其具有可切换的荧光状态，仅当结合凋亡细胞时产生信号。利用 pSIVA 进行活细胞成像，...
随着药物发现项目增多，在健康与病理细胞中以高时空分辨率可视化和监测生物活动变得至关重要。为此，能够报告特定胞内靶标水平与活性的探针和传感器成为必需。绿色荧光蛋白（GFP）的发现、GFP 报告系统的发展、小分子荧光探针的合成进展以及荧光成像技术的快速进步，使生物传感器领域出现了大量可用于复杂生物样品、活细胞和组织的荧光报告系统，用于探...
本文首次利用共轭荧光聚合物聚芴（P1）通过间接策略灵敏、选择性地检测α-氨基酸。P1具有强荧光，加入痕量铜离子（Cu2+）后，Cu2+与P1主链上的咪唑基团配位并猝灭其荧光；随后加入α-氨基酸时，氨基酸与Cu2+形成更稳定的配合物，将Cu2+从P1上夺走，使被猝灭的荧光恢复，从而实现荧光“开启”检测。实验表明，P1对多种α-氨基酸均...
大麻素受体1（CB1）和CB2与滥用药物相关，可能为疼痛、情绪和成瘾障碍提供治疗途径。孤儿G蛋白偶联受体GPR55是否属于大麻素受体仍因药理学结果矛盾而不明确。GPR55曾被报道可被外源和内源大麻素激活，也可被内源非大麻素介质溶血磷脂酰肌醇（LPI）激活。本研究采用β-arrestin-绿色荧光蛋白（GFP）生物传感器作为受体激活的...
Rac1、RhoA 和 Cdc42 等 Rho 家族 GTPase 协同调控细胞骨架动态，但它们在单个细胞突出事件中秒级、微米级的时空协调仍不清楚。本研究在小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）中，利用两种 GTPase 荧光生物传感器的同步成像，以及一种以突出/回缩事件为共同时间参考的“计算多重化”方法，分别测定 Rac1、Cdc42 和 ...
结合诱导的生物分子开关在自然界和生物技术中广泛用于检测化学基团并将识别事件转换为有用输出。本文表明，这类开关的热力学可由一个简单的三态群体转移模型定量描述：非结合、非信号态与具有结合能力的信号态之间存在预先平衡，目标结合使平衡向信号态移动。因此，其性能受开关热力学内在权衡决定：有利于非结合构象的开关平衡常数可增大信号变化，但会降低表...
由蛋白框架与合成荧光团构成的半合成荧光生物传感器是特异性检测生物相关分子的重要分析工具。本文报道一种一步构建开式荧光半合成生物传感器的新方法。该策略基于配体导向甲苯磺酸酯（LDT）化学，这是一种亲和引导的蛋白标记方案，可位点特异性地将合成探针引入蛋白表面，同时释放亲和配体。作者设计了一类淬灭配体导向甲苯磺酸酯（Q-LDT）试剂，通过...
在吞噬作用中，活化膜的磷脂酰肌醇含量及其相关表面电荷急剧下降，从而吸引多阳离子蛋白。质膜胞质侧富含磷脂酰丝氨酸（PS），但缺乏合适探针使该磷脂在吞噬过程中的命运难以研究。本研究使用近期开发的荧光生物传感器监测吞噬体形成与成熟过程中 PS 的分布和动态。与多磷酸肌醇不同，PS 在吞噬体封闭后仍持续存在于吞噬体膜上，即使其他质膜成分已被...
DNA传感器和微阵列可通过分子信标（MB）实现核酸的快速、简单和实时检测，但MB用于固体表面生物传感器的潜力尚未充分发挥。主要原因是MB固定到固体表面后，发夹结构稳定性差，常导致信号增强较低。本文报道了一种新的MB设计，通过在信标结构中引入锁核酸（LNA）碱基，获得表面固定后仍具有稳健稳定性的LNA分子信标（LMB）。为评价LMB相...