纤维化疾病因慢性进展和长期后遗症而成为重大健康负担，现有胶原酶治疗疗效有限，且缺乏适用于活细胞的体外筛选工具来评估新型抗纤维化药物。本文报道了一种基于全细胞的电化学阻抗生物传感器平台，用于实时、无标记、非侵入地监测纤维化进程及抗纤维化分子的效力。该平台将人原代细胞培养在透明互指氧化铟锡（ITO）电极上，通过监测纤维化过程中细胞形态、...
本研究针对α-葡萄糖苷酶抑制剂在糖尿病治疗中的广泛应用，首次建立了一种基于氮掺杂碳点（N-doped CDs）酶激活内滤效应（IFE）的简便、灵敏荧光检测方法，用于检测α-葡萄糖苷酶活性。氮掺杂碳点通过一步水热法合成，具有绿色荧光发射，荧光量子产率为30%，作为信号输出。在α-葡萄糖苷酶催化下，4-硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷（N...
尽管胰岛素分泌检测需求迫切，目前仍缺乏可靠方法测量单个细胞胰岛素释放。作者开发了一种基因编码报告分子 RINS1，基于前胰岛素与超折叠绿色荧光蛋白（sfGFP）及 mCherry 的融合，用于监测胰岛素分泌。RINS1 在 MIN6 β 细胞中表达后可被正常加工，生成单标记胰岛素组分。出乎意料的是，葡萄糖或药物刺激 β 细胞胰岛素分...
异常蛋白折叠是许多重要人类疾病的分子基础。尽管开发新的抗错误折叠药物是分子治疗的重要优先方向，但目前尚无可用于细胞基高通量筛选（HTS）化学库或体内成像的通用蛋白折叠检测方法。作者通过分子工程构建了一种基于生物发光的生物传感器，其核心为理性拆分的 Firefly luciferase（Fluc）报告片段，分别位于待测蛋白两侧，并用于...
心肌收缩与舒张是心脏功能的关键参数，在多种心脏疾病中发生改变，因此对其进行生物传感是药物开发和疾病建模的重要工具。人胚胎干细胞及患者特异性诱导多能干细胞来源的心肌细胞已成为成熟的心脏疾病模型。本文报道了一种基于活的人多能干细胞来源胚胎体（embryoid body, EB）心脏细胞合胞体的微机械生物传感器：将EB作为生物识别元件耦合...
C类β-内酰胺酶快速出现促使开发特异性抑制剂。为加速有效C类β-内酰胺酶抑制剂开发，作者提出利用近期开发的V211Cf荧光β-内酰胺酶生物传感器，在药物筛选中快速分析AmpC β-内酰胺酶与其抑制剂的相互作用。V211Cf中的荧光素可报告AmpC β-内酰胺酶活性位点局部环境变化，因此其对底物/抑制剂的荧光响应能够提供酶与底物/抑制...
多年来，报道的细胞内H2O2传感器多关注Cd2+、抗坏血酸（AA）等刺激产生的无关测量，导致数据解释困难。本文报道一种基于还原氧化石墨烯量子点（rGO QDs）/ZnO杂化纳米纤维的电化学生物传感器，用于检测癌细胞和正常细胞在相应抗癌药物刺激下释放的细胞内H2O2，从而定量研究目标药物化合物与癌细胞的相互作用，适用于候选药物筛选。以...
心脏钾通道通过设定静息膜电位并决定动作电位形态与持续时间，维持心脏正常电活动。阻断快速（IKr）和慢速（IKs）延迟整流钾电流的药物被广泛用作III类抗心律失常药；选择性靶向超快速延迟整流电流（IKur）和乙酰胆碱门控内向整流电流（IKAch）的药物在房颤治疗中显示疗效。为满足新型抗心律失常药需求，需开发新的钾通道药物发现方法，并利...
细胞周期依赖性激酶（CDK/Cyclin）在细胞周期、转录调控、神经元分化和代谢等过程中起核心作用，并在多种人类癌症中过度激活，是重要抗肿瘤药物靶点。已有大量 ATP 竞争性抑制剂通过天然产物、高通量筛选或结构导向方法获得，但靶向蛋白-蛋白界面或变构位点、捕获非活性构象中间体的策略仍具挑战。荧光生物传感器可灵敏、选择地检测复杂生物样...
细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）在细胞周期进程和转录调控中起关键作用，其过度激活与癌症相关。然而，在生理背景下连续、敏感地测量其活性或药物抑制的方法有限。为此，作者设计了一种模块化荧光蛋白生物传感器CDKACT，通过CDK/周期蛋白磷酸化引起荧光强度实时变化来报告激酶活性。该传感器由组蛋白H1来源的CDK底物肽序列（引入唯一半胱氨...
在药物筛选中，为潜在新制剂筛选天然或化学化合物通常耗时费力。生物传感器作为新型分析器件，已在常规临床诊断中展现出良好的通用性与检测能力。其核心是将蛋白等生物识别元件与安培或光学换能器偶联，从而对特定分析物实现选择性、灵敏且准确的检测。近年来，药物研发早期对药代动力学研究的需求快速增长，同时低分子量药物检测的要求不断提高，推动了新型生...
本研究将荧光激活蛋白（FAP）技术与高通量流式细胞术（HTFC）相结合，用于在活细胞中实时检测蛋白向质膜转运及从质膜回收的过程。该平台可支持转运受体（如G蛋白偶联受体、受体酪氨酸激酶和离子通道）的药物发现，弥补了传统流式细胞术高通量筛选的不足。作者以β2肾上腺素能受体（β2AR）体系验证方法，并扩展至其他G蛋白偶联受体。对约1200...
本文报道了两种新型 PDE4B1 和 PDE4D3 报告细胞系的构建及其药理学表征。这些细胞中胞内 cAMP 水平通过 cAMP 敏感生物传感器进行实时监测。作者利用重组 PDE4B1 和 PDE4D3 报告细胞系表征了多种竞争性及别构 PDE4 抑制剂的细胞效应，并将其细胞活性与体外对全长 PDE4D3 及仅含 PDE4D3 催化...
蛋白激酶是调控几乎所有生物过程的关键酶类，其结构折叠相似，但作用机制、调控方式、底物特异性和亚细胞定位差异显著。传统放射性终点检测无法在天然环境中实时表征其动态活性。荧光生物传感器的发展为在活细胞中实时、高时空分辨率地研究蛋白激酶行为与调控提供了新途径。目前已发展两大类传感器：一类是遗传编码的单链荧光共振能量转移（FRET）生物传感...
受体鸟苷酸环化酶参与多种病理生理过程，是重要的药物靶点。本文报道三种颗粒型鸟苷酸环化酶（pGC）报告细胞系的构建与药理学表征。编码利钠肽受体GC-A、GC-B和热稳定肠毒素受体GC-C的质粒被稳定转染至表达环核苷酸门控（CNG）阳离子通道的父代报告细胞系中，该通道作为胞内cGMP的生物传感器。由此可在活细胞中实时监测pGC活性。利用...
本研究建立了一种用于无标记检测 HIV-1 蛋白酶（HIV-1 protease）的简易传感方法。将 HIV-1 蛋白酶特异性肽底物经 N 端与羧基化磁性微球偶联，再通过肽 C 端半胱氨酸的硫原子直接固定于金传感器表面。采用表面等离子共振（SPR）实时监测不同粒径（1 μm 和 30 nm）磁性微球-肽探针的固定及蛋白酶切割效率；采...
生物发光共振能量转移（BRET）生物传感器在过去十年中已被广泛用于在活细胞中研究蛋白-蛋白相互作用和细胞内信号转导。本综述讨论为研究 G 蛋白偶联受体（GPCR）生物学、药理学和信号转导而开发的多种 BRET 生物传感器。GPCR 可形成包含 G 蛋白或 β-arrestin 的两类多蛋白信号复合物，具有功能选择性的药物可分别影响 ...
本研究利用DNA标记金纳米颗粒（AuNPs）构建光学纳米生物传感器，用于体外监测卡铂（carboplatin）与DNA的相互作用。卡铂是一种细胞毒性药物，在有效剂量下可产生肾毒性。该传感器基于荧光共振能量转移（FRET）原理：DNA标记AuNPs暴露于卡铂后，卡铂与DNA结合并引起复合物构象变化，使荧光分子或荧光/猝灭分子间距离减小...
人工脂质双分子层是研究离子通道及构建工程化生物传感器的重要平台，但传统方法制备的双分子层脆弱、寿命短，且单通道测量依赖专业操作，限制了实际应用。本文报道一种可储存的液滴界面脂质双分子层前体：将含脂质和离子通道的水相液滴与有机相一起快速冷冻，解冻后水相液滴在重力作用下落入水/有机界面，自发形成液滴界面双分子层（DIB）。该方法制备的膜...
本研究开发了一种便携且低成本的实时心脏毒性生物传感器，采用从商用网络摄像头中提取的CMOS成像模块、白色LED和针孔构成检测系统。通过比较参考帧与实时帧图像进行实时图像处理，以监测胚胎干细胞（ESC）来源心肌细胞的搏动率和搏动间变异。系统用于评价异丙肾上腺素和多柔比星两种药物对心肌细胞的影响。结果表明，两种药物处理均使搏动间变异增加...