细胞内氧化还原平衡由氧化剂与还原剂的相对水平决定，对细胞信号、代谢和死亡等过程至关重要。遗传编码氧化还原敏感绿色荧光蛋白（roGFPs）可时空监测细胞内氧化还原电位，但现有传感器荧光强度低、响应弱，限制了其在高尔基体等亚细胞器及活体动物中的应用。本研究通过定点突变将 Superfolder GFP（sfGFP）和 pHluorin3...
小分子 8-甲氧基-2-氧代-1,2,4,5-四氢环戊[de]喹啉-3-羧酸（2b）是一种反应性非荧光 Michael 受体，与硫醇反应后产生荧光，并可在水相中与 Eu3+ 自组装形成高效镧系天线。该性质使 2b 成为高选择性谷胱甘肽（GSH）生物传感器，可用于小鼠和人类免疫细胞（CD4+ T 细胞、CD8+ T 细胞和 B 细胞）...
恶性疟原虫引起最致命的疟疾。基于青蒿素的过氧化物抗疟药是疟疾一线治疗基础，但青蒿素耐药性迅速扩散。合成过氧化物抗疟药（臭氧化物）处于临床开发中，可能提供替代方案。本研究利用化学蛋白质组学比较青蒿素、简单臭氧化物及临床候选药 artefenomel（OZ439）类似物探针在恶性疟原虫感染红细胞中的蛋白烷基化靶标。通过可点击炔烃探针、铜...
本文开发了一种简便、灵敏且选择性的荧光纳米传感器用于检测谷胱甘肽（GSH）。通过微波辅助热解法合成高量子产率碳点（Cdots），并用水热法制备不同形貌二氧化锰（MnO2）纳米结构。比较Cdots@MnO2纳米结构生物传感器的光物理性质发现，荧光猝灭（turn-off）、量子产率、电子转移速率和平均寿命均随MnO2形貌变化。作者制备了...
本文报道了一种喹啉基半花菁荧光探针 6MIM 的合成及其用于选择性检测谷胱甘肽（GSH）的方法。6MIM 通过 6-甲氧基-2-氯-3-甲酰基喹啉与 2-苯并噻唑鎓碘化物在乙醇中缩合制得，具有强分子内电荷转移（ICT）特性。光谱研究表明，该探针在多种氨基酸和生物硫醇存在下仍能选择性识别 GSH，荧光法检出限为 100 nM。其关闭型...
荧光共振能量转移（FRET）是一种依赖供体与受体距离的能量转移机制，在生物传感器中具有应用潜力。本研究基于氮、硫双掺杂碳点（N,S-CDs）与金纳米颗粒（Au NPs）之间的FRET，建立了一种高效荧光“开启”型谷胱甘肽（GSH）检测方法。N,S-CDs由3-氨基硫酚经一锅水热法合成，具有优异荧光性能，最大发射波长为530 nm。将...
本研究设计了一种氧化还原响应性荧光碳纳米凝胶（FCN），作为靶向递送药物至肿瘤细胞的生物成像探针。FCN通过二硫键交联透明质酸（HA）在荧光开启状态下碳化制备，随后负载二氧化锰（MnO2）纳米片以淬灭荧光，使体系处于关闭状态。作者假设，在肿瘤细胞内高浓度谷胱甘肽（GSH）存在下，MnO2被还原为Mn2+，同时二硫键断裂，使紫杉醇（P...
线粒体通过内共生起源，是细胞能量代谢的核心细胞器。谷胱甘肽（GSH）是细胞及线粒体基质、膜间隙中主要的硫醇-二硫键氧化还原缓冲体系。作者此前建立了心肌细胞特异性 Grx1-roGFP2 谷胱甘肽氧化还原电位（EGSH）生物传感器小鼠，该探针靶向线粒体基质。利用该模型，在分离心肌细胞中观察到线粒体基质具有较还原的 EGSH（−278....
维持细胞内氧化还原稳态对细胞存活、增殖、分化和信号传导至关重要；氧化还原环境显著改变可诱导细胞死亡，而某些氧化物种的轻微升高则可作为调控多种细胞过程的信号。氧化还原敏感绿色荧光蛋白 roGFP2 和 rxYFP 已被用于非侵入、在线监测细胞内氧化还原变化。为扩展荧光氧化还原生物传感器的光谱范围，本文报道了基于红色偏移 mRuby2 ...
由于食物链生物富集和难以降解，环境中汞离子（Hg2+）浓度可从皮摩尔变化到微摩尔，因此需要高性能的 Hg2+ 分析方法。本文通过引入胸腺嘧啶（T）-Hg2+-T 节点，在 poly(T) DNA 中构建网状 DNA，并以该网状 DNA 为模板制备具有聚集形貌的铜纳米簇（CuNCs）。所制备 CuNCs 表现出增强荧光，且网状 DNA...
本文开发了一种基于金纳米笼（AuNCs）的有效控释生物传感器，用于超灵敏、高选择性地检测谷胱甘肽（GSH）。含二硫键的寡核苷酸探针通过静电作用组装在 AuNCs 表面，作为分子门封住孔道，从而抑制负载于 AuNCs 空腔内的罗丹明 B（RhB）等荧光分子释放。当存在 GSH 时，二硫键单链 DNA 中的 S-S 键被特异性切断，探针...
比率荧光传感器因可提供内置自校准而成为分析传感和光学成像的有吸引力工具，但传统纳米颗粒修饰荧光团的构建过程繁琐，限制了其应用。本文报道一种简便的无标记策略，基于聚集诱导发光（AIE）活性末端胺小分子在金纳米簇（AuNCs）表面组装构建比率传感器。首次在谷胱甘肽稳定金纳米簇（GSH-AuNCs）存在下观察到赖氨酸末端伯胺因AIE产生的...
硫氧还蛋白（Trx）是哺乳动物两大硫醇依赖性抗氧化系统之一，在氧化还原稳态和信号转导中发挥关键作用。由于缺乏在活细胞中实时监测 Trx 氧化还原动态的方法，Trx 系统的生理和病理功能研究受到限制。本文报道了首个用于监测 Trx 氧化还原状态的遗传编码荧光生物传感器 TrxRFP1。作者将人 Trx1 与氧化还原敏感红色荧光蛋白 r...
Biliatresone 是从 Dysphania 属植物中分离的亲电异黄酮，已被证实与牲畜中自然发生的胆道闭锁样疾病暴发有因果关系，并对斑马鱼幼体肝外胆管细胞具有选择性毒性。为阐明其毒性机制，作者对 biliatresone 介导胆道损伤最早阶段斑马鱼幼体肝细胞进行转录谱分析，并比较胆管细胞与肝细胞基因表达谱。参与氧化还原应激反应...
本文报道了一种基于N-乙酰-L-半胱氨酸（NALC）包覆镉碲量子点（CdTe QDs）的“关-开”荧光生物传感器，用于高灵敏度检测谷胱甘肽（GSH）。该传感器利用两个关键性质：一方面，NALC包覆CdTe QDs具有较强荧光，Hg2+可与QDs表面NALC结合，并通过光激发态电子转移使荧光显著猝灭；另一方面，在GSH存在时，GSH与...
细胞内氧化还原状态是调控代谢酶活性、活性氧生成与清除等基本细胞功能的关键因素。遗传编码荧光氧化还原传感器（如 roGFP 和 Redoxfluor）已用于活细胞氧化还原状态研究，但在含有其他有色色素的细胞中应用受限。为此，作者开发了更简单的氧化敏感荧光蛋白 Oba-Q（oxidation balance sensed quenchi...
本文提出一种无标记生物传感器，用于检测半胱氨酸（Cys）、同型半胱氨酸（Hcy）和谷胱甘肽（GSH）等生物硫醇。该传感器基于聚乙烯亚胺包覆的荧光银纳米团簇（PEI-capped AgNCs）探针。生物硫醇与银纳米团簇选择性结合，促进银纳米团簇聚集形成更大的非荧光银纳米颗粒，使探针荧光强度随生物硫醇浓度增加而有效猝灭。其他不含巯基的氨...
植物受病原菌侵染时会产生活性氧（ROS）防御反应，但 ROS 对丝状真菌的作用仍不清楚。本研究将比率型氧化还原敏感绿色荧光蛋白 roGFP2 引入灰葡萄孢（Botrytis cinerea），构建真菌表达系统，用于活体测量细胞氧化还原状态。在野生型菌丝中，roGFP2 对 H2O2 诱导的氧化和 DTT 诱导的还原呈可逆响应，可通过...
选择性调节氧化还原状态可能改善癌症治疗，但长期缺乏实时测量细胞内氧化还原电位的方法。本文报道一种基于FRET的新型遗传编码生物传感器CY-RL7，用于在微流控通道中实时监测肿瘤转化细胞对谷胱甘肽扰动的氧化还原响应。微流控网络用于精确控制细胞附近微尺度流动并外源递送药物。作者以二酰胺（diamide）作为硫醇氧化剂，并以BSO和BCN...