石墨烯量子点（GQDs）在光学探针、生物成像和生物传感器领域受到关注，但GQDs对酶性能影响报道较少。本文报道两种GQDs：氧化石墨烯切割制备的GO-GQDs和柠檬酸与L-半胱氨酸热解制备的N,S-GQDs，并用于辣根过氧化物酶（HRP）修饰。研究发现二者对HRP性能影响相反：只有GO-GQDs修饰的HRP活性和热稳定性增强，活性高...
本文构建了一种基于中空通道3D纸基微流控荧光分析装置（HC-PFAD），利用·OH诱导单链DNA切割触发共振能量转移的荧光“开启”开关，实现癌细胞释放H2O2的原位、实时检测。在优化条件下，摘要报告该方法对H2O2的检测范围为0.3–1.0 mM，检出限为0.1 nM（正文校正为0.3 nM–1.0 mM）。其优异性能源于氮掺杂石墨...
好氧细菌持续面临内源和外源活性氧（ROS）造成的氧化应激。为应对这种应激，细菌具有多种防御与应激反应，包括过氧化氢酶和过氧化物酶等解毒酶；然而，菌内氧化还原平衡的动态变化此前仍不清楚。本研究在多种革兰氏阴性菌中表达氧化还原敏感绿色荧光蛋白（roGFP2），在过氧化氢处理后实时监测菌内氧化还原动态。利用该生物传感器，作者评估了不同过氧...
荧光遗传编码过氧化氢传感器已使细胞内这一信号分子的扰动可视化，并具备亚细胞与时间分辨率。比率型传感器有望实现细胞内过氧化氢水平随时间变化的有意义定量，这是氧化还原信号领域的长期目标。目前，将观测到的荧光比率幅度与过氧化物浓度联系起来的研究，多针对细胞悬液或少数贴壁细胞（约10个）。本研究对多个显微镜视野中所有细胞在相同扰动下的响应进...
刺激触发中心帽基团单次断裂后，自消解树状分子（SIDs）和线性自消解聚合物（l-SIPs）可分别发生多米诺式径向碎裂和级联头尾解聚，其响应选择性与信号放大特性使其成为独特的刺激响应材料。本文报道通过一锅 AB2 缩聚和顺序后功能化，简便制备具有新链拓扑结构的水分散性超支化自消解聚合物（hSIPs）。通过模块化设计三类支化骨架、三类中...
在多种超分辨显微技术中，受激发射损耗（STED）显微术能在高空间分辨率下实现最佳时间分辨率，从而支持突破衍射极限的活细胞成像。然而，STED 及多数超分辨方法通常只从原始数据中提取荧光团位置信息。为拓展超分辨技术的应用，本文报道了一种动态生物传感器的活细胞 STED 显微成像。作者使用荧光过氧化氢传感器 HyPer2 进行亚衍射成像...
本文设计了一种无标记分子信标（MB）类荧光生物传感器，用于检测过氧化氢（H2O2）和葡萄糖。该体系基于AT富集单链DNA（ATprobe）对Hoechst染料的荧光调控，其中Hg2+和半胱氨酸（Cys）作为激活/调节元件。ATprobe可在Hg2+诱导下通过T–Hg2+–T复合物形成发夹结构，为Hoechst染料提供结合宿主，使其荧...
过氧化氢（H2O2）是生物体内多种酶促反应的副产物，也是常见生物传感器靶标。本文以荧光标记DNA作为探针，研究H2O2与纳米氧化铈（nanoceria）的相互作用。FAM标记DNA可强烈吸附于CeO2纳米颗粒表面，荧光被猝灭；加入H2O2后，H2O2作为配体使吸附DNA从纳米氧化铈表面脱附，荧光增强超过20倍。变性凝胶电泳和表面基团...
本文采用水热法以明胶为前驱体制备了高荧光量子产率碳点（C-dots），其粒径约4–10 nm，荧光量子产率约23%。研究发现，C-dots对过氧化氢（H2O2）本身不敏感，但对羟基自由基（•OH）具有特殊敏感性，可被•OH有效猝灭。基于Fenton反应中Fe2+与H2O2生成•OH的机制，作者构建了以C-dots为荧光探针的H2O2...
开发一种高选择性、快速响应的荧光生物传感器，用于检测从生物活性小分子到特定抗原的多种分析物，具有重要价值但仍具挑战。本文提出一种新策略，将底物选择性酶促反应与具有聚集诱导发光（AIE）特性的荧光团相结合。酪氨酸功能化四苯基乙烯（TPE-Tyr）在水溶液中呈分子溶解状态，荧光发射可忽略；加入辣根过氧化物酶（HRP）和过氧化氢（H2O2...
本文报道了一种基于血红素功能化石墨烯量子点（GQDs）和葡萄糖氧化酶（GOx）的高灵敏、高特异荧光生物传感器，用于血糖监测。GQDs 通过柠檬酸热解法简单制备，具有强荧光和良好的水溶性。血红素通过静电作用和π-π堆积非共价组装到 GQDs 表面，使过氧化氢（H2O2）能够破坏 GQDs 的表面钝化层，从而显著猝灭其荧光。基于该效应，...
本文提出一种简单、新颖且性能优异的碳点（C-dots）制备方法，并首次证明在H2O2和Fe2+同时存在时，C-dots的荧光强度会明显下降。基于该现象，作者将C-dots用作H2O2的荧光探针，在优化实验条件后，H2O2的检出限为0.1 μM。在此基础上，建立了一种环保、简单且灵敏的荧光生物传感器，用于检测胆碱和乙酰胆碱（ACh）。...
本文报道了一种基于全内反射光致发光（TIRPh）的塑料酶学生物传感器平台。该平台采用易制备的聚甲基丙烯酸甲酯/聚二甲基硅氧烷（PMMA/PDMS）平板波导，无需激发滤光片即可达到与最佳报道相当的检测限。其光学机制类似全内反射荧光（TIRF），但使用沉积在 PMMA 芯层上的钌基磷光染料 Ru(dpp)3，因此以光致发光统称荧光与磷光...
一氧化氮（NO）和过氧化氢（H2O2）均在心肌细胞内合成，并参与心血管反应调控，但二者在心肌细胞信号中的相互关系尚不清楚。成年小鼠心肌细胞是研究活性氧与活性氮受体调控信号的重要模型，但培养存活时间短且蛋白量有限。本文利用化学传感器和生物传感器开展成年心肌细胞内 H2O2 与 NO 的活体成像研究，详细描述了适合成像的心肌细胞分离与培...
本文旨在开发可用于连续监测的可逆光学生物传感器，并提出一种基于修饰催化酶的过氧化氢（H2O2）荧光生物传感器。生物识别元件为牛肝催化酶（Catalase, Cat），先与氧敏感钌荧光化合物（CM-Ru）共价连接形成 Cat–Ru，利用 H2O2 在催化酶作用下可逆歧化为 O2 和 H2O 的反应进行测定。首先优化了荧光酶体系用于批量...
内质网（ER）中的氧化性蛋白折叠伴随天然二硫键形成，并不可避免地产生过氧化氢（H2O2）。胰腺β细胞因分泌活性高且抗氧化能力极低，氧化性蛋白折叠产生的H2O2可能构成显著氧化负担。本研究通过将H2O2敏感荧光生物传感器HyPer靶向并特异性表达于ER（ER-HyPer），在胰岛素产生RINm5F细胞中阐明二硫键形成过程中的H2O2生...
可逆氧化是蛋白酪氨酸磷酸化调控的重要机制。生长因子刺激后产生的过氧化氢（H2O2）被认为可抑制蛋白酪氨酸磷酸酶（PTP）活性，从而使蛋白酪氨酸激酶（PTK）提高蛋白酪氨酸磷酸化稳态水平，推动信号传播。然而，H2O2对酪氨酸磷酸化信号动力学的影响，尤其在活细胞中，仍不清楚。本研究采用基于荧光共振能量转移（FRET）的基因编码Src激酶...
谷胱甘肽氧化还原偶联（GSH/GSSG）和过氧化氢（H2O2）是氧化还原稳态与氧化还原信号的核心，但它们在生物体内的分布难以测量。本研究在果蝇中利用遗传编码氧化还原探针，建立了在发育和衰老过程中对细胞质和线粒体等定义亚细胞区室中谷胱甘肽氧化还原电位（EGSH）和 H2O2 进行定量体内映射的方法。通过一种化学策略，在标本解剖和固定过...
一氧化氮（NO）和过氧化氢（H2O2）均在心肌细胞内合成，并参与心血管信号调节。心肌细胞同时表达内皮型一氧化氮合酶（eNOS）和神经型一氧化氮合酶（nNOS），但两种酶在心肌信号中的差异作用以及活性氧与活性氮物种之间的互作仍不清楚。作者利用新开发的 NO 化学传感器 Cu2(FL2E) 检测野生型、eNOS 敲除和 nNOS 敲除小...
过氧化氢（H2O2）的受控生成与清除在细胞氧化还原稳态和信号转导中起重要作用。本研究将遗传编码的 H2O2 荧光生物传感器 HyPer 靶向至哺乳动物细胞的不同区室，以考察这些过程。在 HEK293 细胞中表达的 HyPer 可感知低微摩尔水平的 H2O2，并对多种氧化还原扰动和信号事件产生可逆响应。当靶向至细胞核、细胞质、过氧化物...