神经肽Y（NPY）在神经系统中广泛表达，但内源浓度低且分布弥散，直接研究其释放动力学困难。以往研究多依赖外源施加、转基因表达或基因敲除，并结合药理学探针间接推断NPY受体作用。为直接可视化内源性NPY的实时动态，本研究利用强度型绿色荧光G蛋白偶联NPY传感器（GRAB NPY1.0），首次在小鼠原代皮层神经元培养体系中检测并表征内源...
白三烯B4（LTB4）是一种强效脂质趋化因子，在宿主防御、过敏、自身免疫和代谢疾病中驱动炎症反应。LTB4 梯度协调白细胞向组织损伤和感染部位的募集与蜂群迁移，但由于缺乏适合在活体中监测 LTB4 水平的工具，其梯度如何在活组织中形成和传播仍不清楚。本文开发了 GEM-LTB4，一种基于人 G 蛋白偶联受体 BLT1 的遗传编码绿色...
食品源致病菌威胁全球公共卫生，亟需简便的细菌检测方法。本研究建立了一种管上实验室生物传感器，用于食品源细菌的简单、快速、灵敏和特异性检测。该传感器利用可旋转 Halbach 圆柱磁体、铁丝网和磁性硅珠（MSB）实现目标菌 DNA 的提取与纯化，并将重组酶辅助扩增（RAA）与 CRISPR-Cas12a 结合，用于 DNA 扩增和荧光...
遗传编码荧光生物传感器是微生物表型筛选的有力工具，但固体培养基上阵列菌落的荧光成像分析常受限于成像设备需配备与荧光传感器匹配的特异性滤光片。为此，本研究评估配备单色器的多模式微孔板读板机作为成像替代方案，用于分析琼脂平板上阵列微生物菌落的多种生物传感器信号。在谷氨酸棒杆菌中，读板机对LacI/Ptac调控的mCherry表达具有更高...
CRISPR/Cas12a 因具有反式切割活性，已成为新型 DNA 生物传感器开发的关键技术。尽管其在核酸检测中表现突出，但面向非核酸靶标、尤其是皮摩尔以下浓度的通用 CRISPR/Cas 传感系统仍具挑战。DNA 适配体可通过构象变化高亲和、高特异性地结合蛋白、小分子和细胞等靶标。本文利用适配体的多样结合能力，并将 Cas12a ...
基于荧光的检测技术是不断扩展的领域，在生物医学和环境研究中作为生物传感工具被广泛使用。这些技术具有高灵敏度、高选择性和短响应时间，是开发生化分析方法的有价值工具。这些分析的终点由荧光信号的变化定义，包括强度、寿命和/或光谱位移，通常使用显微镜、荧光计和细胞计数仪等读出设备监测。然而，这些设备往往笨重、昂贵且需要监督操作，使其在资源有...
基因编码生物传感器可监测细胞内钙变化，推动对细胞信号与神经元活动模式的理解。GCaMP 类传感器需根据具体生物学问题调节亮度、动态范围、配体亲和力和响应动力学。最新一代 jGCaMP8f 有望通过更高荧光动态范围提升体内成像。本文系统测定 jGCaMP8f 的体外生物物理性质，并通过理性设计开发两个新变体。作者利用荧光光谱学表征 j...
丙酮是一种对人体健康具有潜在危害的物质，也是糖尿病的重要生物标志物。为降低其有害影响，本研究开发了一种以3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）包覆的氧化锌量子点（APTES/ZnO QDs）荧光生物传感器，用于检测低浓度丙酮。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、能量色散X射线（EDX）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD...
使用 SYBR Green I（SGI）和硫黄素 T（ThT）等 DNA 染色染料进行适配体结合的无标记检测，长期以来被用于结合实验和生物传感器开发。由于这些染料多为阳离子，可吸附到反应容器壁，导致荧光信号不稳定甚至造成结果误判。本研究首先利用 ThT 与经典腺苷适配体评估信号稳定性。在聚苯乙烯微孔板中，即使加入非结合靶标或水也观察...
能够现场连续检测环境和食品污染物及生物标志物的生物传感器非常受期待，但只有少数传感平台满足“2-SAR”要求（敏感性、特异性、可负担性、自动化、快速性和可重复使用性）。光纤消逝波（FOEW）传感器是一种有吸引力的便携式器件，具有高灵敏度、低成本、良好可重复使用性和长期稳定性。利用适配体、DNAzyme和理性设计核酸探针等功能核酸（F...
含硼酸荧光分子广泛用于检测生物体系中重要的活性氧和活性氮物种过氧化氢与过氧亚硝酸盐，但特异性难以获得。此前研究通过遗传编码将含硼酸非天然氨基酸对硼基苯丙氨酸（pBoF）引入循环置换绿色荧光蛋白（cpGFP）发色团，开发了绿色荧光过氧亚硝酸盐生物传感器。本研究将 pBoF 引入增强型循环置换红色荧光蛋白（ecpApple）中空间上靠近...
马拉氧磷是马拉硫磷的高毒性代谢物，摄入后可造成严重伤害甚至死亡。本研究提出一种基于乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制的快速“混合即检”荧光生物传感器，用于检测马拉氧磷。该传感器采用氧化石墨烯（GO）负载柠檬酸包覆银纳米粒子（AgNPs）形成的 Ag-GO 纳米杂化作为荧光探针。AChE 催化底物乙酰硫代胆碱（ATCh）水解生成带正电的硫代...
肿瘤标志物是评估癌症发展的重要物质。近年来，RNA肿瘤标志物受到广泛关注，研究表明转录后调控基因异常表达与肿瘤进展相关，因此被视为临床诊断和预后潜在靶标。生物传感器在医学诊断领域具有良好应用前景，其在RNA肿瘤标志物检测中的应用快速发展，具有灵敏度高、选择性好、操作便捷等优点。然而，RNA肿瘤标志物在生物样本中丰度低，为提升检测灵敏...
β-乳球蛋白（β-Lg）是牛奶中可引发皮疹、呕吐、腹泻等严重过敏反应的重要蛋白，因此开发高灵敏检测方法对保护过敏人群具有重要意义。本文报道了一种基于二硫化钨（WS2）纳米片和 DNase I 辅助信号放大的新型高灵敏荧光适配体生物传感器，用于检测 β-Lg。首先，荧光素类染料（FAM）标记的 β-Lg 适配体通过范德华力吸附于 WS...
在同一个活细胞中同时成像两种或多种荧光生物传感器，可揭示蛋白质活性在时空上的协调关系。然而，同时使用多个 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器存在毒性较高且需要光谱正交荧光团等困难。本研究构建了一种可特异性结合三种不同蛋白激活构象的生物传感器组分，从而用更少荧光团实现多路复用 FRET 并降低毒性。作者通过组合下游效应...
水凝胶作为生物标志物检测平台具有广阔应用前景，人血清白蛋白（HSA）是肾脏疾病诊断的重要生物标志物。然而，水凝胶中难以控制的被动扩散动力学是影响检测性能的关键因素。本研究采用嵌入聚集诱导发光（AIE）荧光探针TC426的水凝胶膜实时检测HSA，并引入涡旋流体装置（VFD）作为旋转策略，以调控测量过程中的反应动力学与微混合。结果表明，...
生物传感器设计的一大挑战是开发可灵活适配目标、基于荧光蛋白的单分子平台。本文构建了一类可适配的开启型单体抗体（ATOM）荧光生物传感器，将循环置换的单体抗体（monobody, MB）插入循环置换荧光蛋白的三个表面环之一，使目标结合后激活荧光。作者利用针对 WDR5、SH2 和 hRAS 的 MB，分别构建青色、黄色和红色 ATOM...
本研究采用440或540 nm激发波长的光化学还原法，优化银纳米颗粒在硅藻表面的沉积，以构建潜在DNA生物传感器。所制备的硅藻/银纳米颗粒纳米复合材料经紫外-可见光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描透射电子显微镜（STEM）、荧光显微镜和拉曼光谱表征。结果表明，440 nm照射样品与...
快速、灵敏且经济的即时检测对控制高传染性疾病至关重要。本文报道了一种名为V-Pod的紧凑型便携式荧光计，用于在唾液中灵敏地自测SARS-CoV-2病毒载量。该设备由可充电电池供电，读取设计型DNA纳米结构（DDN）与完整SARS-CoV-2病毒颗粒特异性相互作用时产生的荧光。DDN为网状自组装核酸结构，在精确匹配刺突蛋白空间排布的位...
杂交链反应（HCR）广泛用于生物传感，但灵敏度不足。本研究提出通过抑制级联放大提高HCR灵敏度的新方法。首先设计基于HCR的生物传感器，利用起始DNA触发级联放大，并对反应条件进行优化，结果显示起始DNA的检出限约为2.5 nM。随后设计一系列抑制DNA以削弱HCR级联放大，在50 nM起始DNA存在下加入50 nM抑制DNA，其中...