β-Ni(OH)
本研究将二维过渡金属氢氧化物β-Ni(OH)2纳米片作为新型荧光生物传感器平台，用于构建核酸光学传感器。研究发现，β-Ni(OH)2纳米片具有强荧光猝灭能力，并对单链DNA与双链DNA表现出不同亲和力；其吸附行为可通过改变阳离子、溶液pH和DNA长度进行调控。与石墨烯、金属硫族化合物等二维纳米片平台相比，吸附在β-Ni(OH)2纳米...
Enhanced green fluorescence protein/layered double hydroxide composite ultrathin films: bio-hybrid assembly and potential application as a fluorescent biosensor.
蛋白质固定化对生物传感、药物递送和生物转化具有重要意义，但体外固定化仍具挑战。增强绿色荧光蛋白（EGFP）因物种非特异性、易表达且无需辅因子即可发光而被广泛研究。本文报道了通过静电作用和氢键相互作用，采用层层自组装技术制备增强绿色荧光蛋白/层状双氢氧化物纳米片（EGFP/LDH）n 复合超薄膜（UTFs），实现了 EGFP 的固定化...
A Fully Integrated CMOS Fluorescence Biochip for DNA and RNA Testing.
本文报道了一种用于分子诊断中 DNA/RNA 检测的全集成 CMOS 荧光生物芯片的设计与成功实现。该生物芯片包含 32×32 连续波荧光检测生物传感元件阵列。每个传感元件可具有独特 DNA 探针序列、波长选择性多层介质发射滤光片（OD 3.6）、用于热循环的电阻加热器以及高性能可编程光电探测器。每个生物传感器尺寸为 100 μm×...
Highly sensitive protein detection via covalently linked aptamer to MoS
二硫化钼（MoS2）纳米片因独特性质成为传感平台，但荧光标记DNA物理吸附于MoS2表面易发生非特异性探针置换和假阳性信号。为解决该问题，作者开发了一种基于共价连接适配体（aptamer）的MoS2纳米片生物传感器，用于检测凝血酶（thrombin）。该体系利用5′端巯基修饰的互补链与FAM标记的凝血酶适配体杂交，将适配体固定于负载...
Collapse of DNA Tetrahedron Nanostructure for "Off-On" Fluorescence Detection of DNA Methyltransferase Activity.
DNA四面体纳米结构因高度刚性和多功能性，常被用于生物传感系统。本文开发了一种新型多功能纳米结构，作为“off-on”荧光探针用于检测目标DNA甲基转移酶活性。该体系整合了DNA四面体、靶标识别序列和双标记报告元件。初始状态下，荧光团与淬灭剂距离很近，荧光被猝灭，体系处于“OFF”状态。当底物被目标甲基转移酶识别后，DNA四面体在S...
Functionalized vertical GaN micro pillar arrays with high signal-to-background ratio for detection and analysis of proteins secreted from breast tumor cells.
癌症生物标志物检测对于确定靶向治疗路径具有重要意义，但血液中标志物浓度通常较低，需要高灵敏度的荧光成像与精确检测方法。本研究成功开发了基于垂直氮化镓（GaN）微柱（MP）阵列的荧光生物传感器，用于 CA15-3 抗原的荧光传感与定量测量。高有序垂直 GaN MP 阵列可实现 CA15-3 抗原在阵列各微柱特征上的固定，使荧光标记微柱...
The Dynamics of mRNA Turnover Revealed by Single-Molecule Imaging in Single Cells.
RNA 降解在基因表达调控中起核心作用。为在单细胞水平刻画 RNA 周转的时空动态，作者开发了一种基于双色单分子 RNA 成像的荧光生物传感器 TREAT。该报告 mRNA 的 3' UTR 中串联 PP7 与 MS2 茎环，并在二者之间插入可阻断 Xrn1 的病毒假结，使完整转录本与稳定的 3' 末端降解中间体可被区分。在固定细胞...
Optimization of a waveguide-mode sensing chip for an ultraviolet near-field illumination biosensor.
平面波导模式传感芯片由两个波导层和玻璃基底组成，是近场照明生物传感器的候选结构。为实现紫外光诱导的荧光标记检测，作者基于数值计算揭示的紫外近场光增强机制，对芯片结构进行优化，并给出候选材料。研究采用传输矩阵法计算多层介质中的归一化电场强度平方，分析层厚、折射率和消光系数对界面近场光强的影响。结果表明，第一波导层宜采用高折射率、低消光...
Engineering a temperature sensitive tobacco etch virus protease.
烟草蚀刻病毒蛋白酶（TEVp）因其对底物的高特异性和高效切割能力，被广泛用于条件性控制融合蛋白的切割。温度诱导因响应快、组织穿透性好且适用于多种模式生物，成为调节基因功能的常用策略。本文通过 N 端截短工程化获得温度敏感型 TEVp（tsTEVp），在 30°C 诱导后约 4 h 内实现高效蛋白水解，而在 37°C 下保持相对不活。...
A redox-modulated fluorescent strategy for the highly sensitive detection of metabolites by using graphene quantum dots.
本文报道了一种基于Fe2+/Fe3+氧化还原电对转变和酶促反应的氧化还原调控荧光策略，利用石墨烯量子点（GQDs）作为无标记荧光探针，用于快速监测葡萄糖和尿酸等代谢物。尿酸和葡萄糖等代谢物在相应酶作用下可生成过氧化氢（H2O2）。在H2O2存在下，Fe2+被氧化为Fe3+，而Fe3+对GQDs荧光的猝灭作用显著强于Fe2+，从而引起...
Designing cellulosic and nanocellulosic sensors for interface with a protease sequestrant wound-dressing prototype: Implications of material selection for dressing and protease sensor design.
将纳米纤维素基生物传感器与慢性伤口敷料结合，用于蛋白酶即时诊断，可兼具高比表面积、合适表面电荷、亲水性与伤口环境生物相容性。本文报道了以纳米纤维素晶体、纳米纤维素复合材料和纳米纤维素气凝胶为换能表面的生物传感器，其上固定具有人中性粒细胞弹性蛋白酶（HNE）选择性和亲和力的荧光弹性蛋白酶三肽或四肽底物。材料比表面积与肽底物负载量正相关...
A metal-organic framework based PCR-free biosensor for the detection of gastric cancer associated microRNAs.
本文报道了五种基于水稳定金属有机框架（MOF）{[Cu(dcbb)2(H2O)2]·10H2O}n（1，H2dcbbBr=1-(3,5-二羧基苄基)-4,4'-联吡啶鎓溴化物）与五种羧基荧光素（FAM）标记探针单链DNA（P-DNA）形成的杂化传感平台，用于检测胃癌相关microRNA（miRNA）。在杂化体系中，MOF 1通过静电...
Live-Cell STED Imaging with the HyPer2 Biosensor.
受激发射损耗（STED）显微镜是一种常用的超分辨成像技术。除合成染料和荧光蛋白外，遗传编码生物传感器也可作为 STED 荧光团使用。将生物传感器与目标蛋白融合，可在活细胞内实现亚衍射极限的大分子结构成像，同时获取细胞活动相关的功能信息。本文介绍了一种用于 HyPer2 生物传感器活细胞 STED 成像的实验方案。HyPer2 是一种...
MOF-Bacteriophage Biosensor for Highly Sensitive and Specific Detection of Staphylococcus aureus.
本研究报道了一种基于金属有机框架（MOF）与噬菌体复合物的光致发光生物传感器，用于金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）的高灵敏、高特异检测。作者将水分散且环境稳定的氨基功能化铁基 MOF NH2-MIL-53(Fe) 与 S. aureus 特异性噬菌体通过戊二醛交联偶联，构建 MOF–...
Gauging and Visualizing c-di-GMP Levels in Pseudomonas aeruginosa Using Fluorescence-Based Biosensors.
近期研究表明，环二鸟苷酸（cyclic di-GMP, c-di-GMP）是细菌中重要的第二信使，调控多种生理功能，尤其作为黏附和生物膜形成的正调控因子受到广泛关注。深入了解其调控机制有助于开发工业和医疗环境中控制生物膜的策略。因此，在特定条件或特定突变株中测量细菌 c-di-GMP 水平具有重要意义。作者开发了一系列基于荧光的 c...
A Diversity-Oriented Library of Fluorophore-Modified Receptors Constructed from a Chemical Library of Synthetic Fluorophores.
生物传感器的实用价值取决于能否获得具有合适识别特性的荧光修饰受体。给定受体上连接荧光团的多样性是获得可用荧光传感器的关键，但迄今缺乏高效构建多样化荧光修饰受体库的方法。本文报道了一种利用含硫醇反应基团的合成荧光团化学库构建荧光修饰受体的方法。作者将含氯乙酰基的多样性导向荧光团库（DOFL）经碘乙酰化后，与 N 端半胱氨酸修饰的 Re...
Construction of a Fluorescent H₂O₂ Biosensor with Chitosan 6-OH Immobilized β-Cyclodextrin Derivatives.
本文构建了一种基于壳聚糖6-OH固定β-环糊精衍生物的荧光H2O2生物传感器。首先将荧光探针罗丹明B（RhmB）包埋于β-环糊精（β-CD）疏水腔中，形成CTS-6-CD-RhmB包合物；随后通过戊二醛交联将过氧化氢酶（CAT）固定于壳聚糖（CTS）骨架的2-NH2位点，得到CTS-6-CD-RhmB-CAT功能膜。采用傅里叶变换红...
Integration of a Genetically Encoded Calcium Molecular Sensor into Photopolymerizable Hydrogels for Micro-Optrode-Based Sensing.
遗传编码分子蛋白传感器（GEMS）可高时空分辨检测细胞、体外乃至体内多种生物物质与事件。本研究旨在将这些蛋白稳定包埋到光图案化基质中并保持功能，以拓展其作为空间可寻址光学生物传感器的应用。作者制备了掺有遗传编码荧光钙传感器 GCaMP3 的三维水凝胶微尖端，并将其接在光纤末端。通过一系列表征与优化实验，考察了 GCaMP3 稳定包埋...
Real-time In Vivo Recording of Arabidopsis Calcium Signals During Insect Feeding Using a Fluorescent Biosensor.
钙离子是植物生物互作中的关键信号分子，钙信号是植物对微生物诱导物及咀嚼昆虫损伤防御反应的组成部分，但其在活体生物胁迫中的作用仍不清楚。本文描述了一种利用遗传编码钙传感器检测半翅目害虫取食过程中植物钙信号的方法。蚜虫等半翅目昆虫用特化口器刺穿少量细胞，是研究植物面对生物胁迫时钙动态的理想模型，且其作用不同于机械损伤反应。荧光生物传感器...
DNAzyme Based Amplified Biosensor on Ultrasensitive Fluorescence Detection of Pb (II) Ions from Aqueous System.
本研究构建了一种无标记 DNAzyme 放大荧光生物传感器，用于水相体系中 Pb2+ 的高选择性、高灵敏检测。该传感器由 GR-5 DNAzyme 酶链与含 RNA 位点 rA 的底物链杂交形成复合物。当存在 Pb2+ 时，DNAzyme 被激活并催化切割底物链的 rA 位点，释放寡核苷酸片段；游离片段随后与固定在羧基磁珠表面的互补...