Recent Advances in Biosensors Using Enzyme-Stabilized Gold Nanoclusters.
近年来，金纳米簇（AuNCs）因尺寸极小、比表面积大、易于功能化、具有独特荧光性质和优良导电性，被广泛用于生物应用。然而，AuNCs在溶液中不稳定，需借助树状大分子、肽、DNA和蛋白质等配体稳定，因此配体选择决定其性质与形成。在众多配体中，酶稳定金纳米簇（enzyme–AuNCs）因兼具AuNCs优异的光学/电化学性质和酶的高度靶向...
Bioenergetic shift and proteomic signature induced by lentiviral-transduction of GFP-based biosensors.
荧光蛋白是生物研究中的关键工具，但其表达常伴随细胞功能紊乱、细胞毒性和免疫原性等副作用。近年研究发现，绿色荧光蛋白（GFP）荧光团成熟过程会产生过氧化氢（H2O2），GFP 表达造成的结构与功能损伤可能与此相关。本研究评估基于 GFP 的 HyPer7 生物传感器对细胞稳态和蛋白质组变化的影响，以识别氧化应激相关风险。稳定表达基因组...
Macromolecule-Nanoparticle-Based Hybrid Materials for Biosensor Applications.
生物传感器是将生化反应转化为电信号的精密器件。当前研究重点在于提高灵敏度与选择性，但生物分子结合亲和力的信号转换与放大仍是关键挑战。克服灵敏度、检出限、响应时间、重现性和稳定性等问题对构建高效生物传感器至关重要。生物传感器制备的核心在于形成有效的分析物-电极界面，该界面显著影响整体性能。聚合物和大分子体系因独特性质和多功能应用而受到...
Polyacrylic-Coated Solid Nanoparticles Increase the Aquaporin Permeability to Hydrogen Peroxide.
水通道蛋白（AQPs）可介导过氧化氢（H2O2）扩散，并作为活性氧清除系统参与细胞氧化还原稳态调控。此前发现氧化铈纳米颗粒可通过调节 AQP 增加水和 H2O2 通透性。为解析纳米颗粒（NPs）影响 AQP 的关键因素，本研究考察了不同核组成（CeO2、Gd2O3、Fe3O4、TiO2）、水动力学尺寸（约22–100 nm）及表面功...
Long-Distance Electrical and Calcium Signals Evoked by Hydrogen Peroxide in Physcomitrella.
植物中的电信号和钙信号是长距离信息传递的基本载体，与活性氧（ROS）波共同参与细胞间信号传导，传递非生物胁迫、病原侵染或机械损伤等刺激信息。目前尚不清楚 ROS 能否在模式苔藓 Physcomitrella 中诱发电信号或钙信号，以及二者关系。本文表明，外源施加过氧化氢（H2O2）可诱发电信号，表现为膜电位的长距离变化，并在刺激后迅...
Chemogenetic emulation of intraneuronal oxidative stress affects synaptic plasticity.
氧化应激伴随多种脑病理，包括年龄相关痴呆和阿尔茨海默病，但神经元氧化应激在认知衰退和神经退行性变中的因果作用仍不明确，因为缺乏模拟孤立脑内氧化损伤的方法。本文提出基于酵母黄素蛋白 D-氨基酸氧化酶（DAAO）的化学遗传方法，用于在神经元内产生过氧化氢（H2O2）。为验证该工具，将 DAAO 和超灵敏基因编码 H2O2 生物传感器 H...
Low Platinum-Content Electrocatalysts for Highly Sensitive Detection of Endogenously Released H
商业化电化学传感器的可行性依赖于高催化效率的电极材料。若目标物在电极上反应缓慢，则需要较高过电位并负载大量催化剂，因此必须理解纳米催化剂的基本结构与典型催化性质，才能按生物传感器目标物选择最适材料。数十年来，Pt基催化剂的催化活性显著提升，使用铂纳米催化剂的电极表现出较高功率密度，同时电极上的Pt负载量明显降低。过渡金属纳米粒子因高...
Chemogenetic Approaches to Probe Redox Pathways: Implications for Cardiovascular Pharmacology and Toxicology.
化学遗传学是指通过提供或撤除特定生化刺激，动态调控重组蛋白活性的实验体系。该类工具可对特定信号分子进行精确动态控制，从而阐明其在生理与疾病中的作用。酵母D-氨基酸氧化酶（DAAO）可在D-氨基酸存在时催化生成过氧化氢（H2O2），从而实现细胞内氧化还原平衡的化学遗传操控。生物传感器技术的进步使这些信号分子能够被精确量化。化学遗传学方...
Graphene nanocomposites for transdermal biosensing.
透皮生物传感器能够以实时、连续、无创方式检测并监测目标分子，有望以低成本改善健康结局。许多透皮生物传感器包含微针及其他微型化组件，但临床上仍缺乏更准确、快速、可靠的微针透皮生物传感器，以实现对疾病实时监测的分子水平洞察。石墨烯作为具有独特材料特性的二维材料，能够定量分析物与生理状态，有助于检测与人类疾病相关的关键生物标志物。开发用户...
Neuronal NADPH oxidase 2 regulates growth cone guidance downstream of slit2/robo2.
NADPH 氧化酶（Nox）是膜结合多亚基复合物，可产生调控细胞过程的活性氧（ROS）。新证据提示 Nox 来源的 ROS 参与神经元发育和轴突生长，但 Nox 是否位于轴突引导受体下游尚不清楚。作者培养斑马鱼胚胎来源的视网膜神经节细胞（RGC），暴露于 netrin-1、slit2 和 BDNF，并通过 Nox 抑制剂或 Nox2...
Solid State Sensors for Hydrogen Peroxide Detection.
过氧化氢（H2O2）是生理、工业和环境过程中关键分子，广泛参与代谢、氧化应激、免疫激活及多种疾病监测，也是葡萄糖氧化酶、醇氧化酶等氧化酶反应的中间产物。目前 H2O2 检测常用比色、发光、荧光和电化学方法，但光学法成本高、仪器复杂，电化学法常需参比电极且易受干扰。本文系统综述用于 H2O2 监测的固态传感器，重点覆盖化学电阻型、电导...
The plant-derived naphthoquinone lapachol causes an oxidative stress response in Staphylococcus aureus.
金黄色葡萄球菌是重要人源病原菌，易产生多重耐药，亟需新型抗菌化合物。植物来源的萘醌拉帕醌（lapachol）具有抗菌活性，但其对 S. aureus 的作用机制尚不清楚。本研究结合 RNA-seq 转录组、氧化还原生物传感器、S-细菌硫醇化分析和突变体表型分析，探讨拉帕醌的抗菌机制。结果显示，拉帕醌诱导 PerR、HypR、QsrR...
Three-Dimensional Compaction Switches Stress Response Programs and Enhances Therapeutic Efficacy of Endometrial Mesenchymal Stem/Stromal Cells.
间充质干细胞（MSC）形成的球体具有更强治疗潜力，但机制不明。本研究比较子宫内膜间充质干细胞/基质细胞（eMSC）球体与单层培养治疗大鼠皮肤伤口的疗效，发现球体移植促进伤口愈合优于单层细胞。为阐明原因，作者比较两种培养方式对氧化、热休克和辐照应激的耐受性。利用基因编码过氧化氢荧光生物传感器 HyPer 显示，三维球体可屏蔽外源 H2...
A review on electrochemical biosensing platform based on layered double hydroxides for small molecule biomarkers determination.
层状双氢氧化物（LDHs）是一类具有均匀金属离子分布和层间阴离子可交换性的二维阴离子黏土材料，因可稳定固定酶或其他传感材料而受到关注。在电化学生物传感器中，LDHs可为小分子代谢物分析提供稳定微环境，有助于临床化学和即时检测装置的发展。本综述总结了LDH基纳米结构在电催化超灵敏体外检测常规生物标志物（如过氧化氢、葡萄糖、多巴胺及其他...
Targeting peroxiredoxin 1 impairs growth of breast cancer cells and potently sensitises these cells to prooxidant agents.
背景：前期工作显示过氧化物还原酶1（PRDX1）是乳腺癌生物标志物。本研究进一步比较PRDX1与其近缘同源物PRDX2在乳腺恶性细胞中的作用。方法：采用CRISPR/Cas9或RNAi遗传靶向PRDX1/2；以结晶紫染色、EdU掺入或克隆形成实验评估细胞生长；以异种移植模型评估体内生长；用腺萜素抑制硫氧还蛋白依赖性抗氧化防御系统；以...
Correction to: Monitoring dynamic release of intracellular hydrogen peroxide through a microelectrode based enzymatic biosensor.
本文是《Analytical and Bioanalytical Chemistry》原论文“通过基于微电极的酶生物传感器监测细胞内过氧化氢动态释放”的更正说明。作者提醒读者注意，原发表版本中 Alberto Pasquarelli 与 Kay-Eberhard Gottschalk 的单位信息有误。更正后，Alberto Pasq...
A NOX4/TRPC6 Pathway in Podocyte Calcium Regulation and Renal Damage in Diabetic Kidney Disease.
背景：肾小球足细胞丢失是糖尿病肾病（DKD）的标志，肾内氧化应激升高被认为参与足细胞损伤，NADPH氧化酶4（NOX4）是肾脏活性氧尤其是H2O2的主要来源。作者假设NOX4来源的H2O2通过升高足细胞钙水平促进DKD中足细胞损伤。方法：采用Nox4基因缺失的Dahl盐敏感（SSNox4-/-）大鼠，以及TRPC6敲除或TRPC5/...
In Vivo Imaging of Hydrogen Peroxide with HyPer Probes.
过氧化氢（H2O2）是调控生理与病理细胞过程的关键信号分子。基因编码的HyPer探针因可靶向特定细胞和细胞器，已成为监测多种生物体系中H2O2动态最有效的工具之一。自2006年开发以来，HyPer在氧化还原生物学研究中表现出稳健而强大的性能。近年来，HyPer探针被用于多种模型研究H2O2在不同氧化还原过程中的作用，并越来越多地用于...
Hydrogen Sulfide Increases Production of NADPH Oxidase-Dependent Hydrogen Peroxide and Phospholipase D-Derived Phosphatidic Acid in Guard Cell Signaling.
硫化氢（H2S）是植物中重要的气体信号分子，参与胁迫响应与发育。L-半胱氨酸脱硫水酶1（DES1）是植物内源H2S的酶学来源之一，并参与脱落酸（ABA）诱导的气孔关闭。本研究结合药理学与遗传学方法，阐明拟南芥中H2S与保卫细胞信号网络中其他第二信使——过氧化氢（H2O2）和磷脂酶D（PLD）来源的磷脂酸（PA）之间的相互作用。结果显...
Progress in utilisation of graphene for electrochemical biosensors.
本文综述了石墨烯（GR）及其衍生物在电化学生物传感器中的最新进展。石墨烯具有优异的电导率、大比表面积、快速电子转移动力学和良好生物相容性，可显著增大电极电活性面积并促进酶、抗体、DNA 等识别元件的固定。综述重点讨论了葡萄糖氧化酶（GOx）、辣根过氧化物酶（HRP）、血红蛋白（Hb）等酶固定策略，以及石墨烯/氧化石墨烯（GO）/还原...