葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）缺乏是全球最常见的酶病。荧光斑点试验（FST）是新生儿G6PD筛查的传统方法，但存在局限，定量检测如CareStart Biosensor 1正被推荐。本研究为横断面研究，纳入2020年6月至12月455名新生儿，用2 mL脐血进行CareStart Biosensor 1检测，并用干血斑进行FST...
液体样品中的酶检测通常依赖耗时、昂贵且需专业人员的实验室方法。本文报道一种基于表面声波（SAW）的芯片级生物传感器，用于检测水溶液中具有活性的α-糖苷酶。器件工作在约740 MHz超高频，采用新合成的7-巯基-1-戊基-D-麦芽糖苷作为表面探针，其末端麦芽糖苷可被α-糖苷酶催化水解。作者先在比色皿中考察不同时间、温度和酶浓度下的酶促...
本文报道了一种基于二氧化锰(MnO2)纳米片调节硫胺素(TH)光致发光来检测丁酰胆碱酯酶(BChE)活性的新型生物传感策略。MnO2纳米片具有类氧化酶活性，可催化非荧光底物TH氧化生成强荧光硫色胺(TC)。当目标BChE在S-丁酰硫胆碱碘化物(BTCh)存在下水解生成硫胆碱时，硫胆碱将MnO2纳米片还原为Mn2+，使其失去类氧化酶活...
唾液酸化糖链和糖蛋白参与细胞通讯，并在区分信号通路中起关键作用。唾液酸化水平与模式受唾液酸化酶和神经氨酸酶活性调控，其异常与癌症、病毒感染等疾病相关。本文报道了一种基于天然双天线 N-糖底物的阻抗型生物传感平台，用于监测和检测唾液酸化与去唾液酸化过程。该平台将双天线 N-糖共价固定于玻璃碳电极表面，酶促反应引起的分子层变化通过电化学...
碱性磷酸酶（ALP）可将底物中的磷酸基团（-PO4）转化为羟基（-OH），是生物分析中的有用工具、溶解无机磷水平指标及多种疾病生物标志物。传统ALP检测设计中，含-PO4的干扰链和含-OH的目标链均进入同一传感路径，分别产生背景与目标信号，限制了灵敏度并需要复杂设计才能获得满意检出限。本文提出一种基于路径选择的生物传感器（PCB），...
本文报道了一种基于芘激基复合物荧光开关的高选择性、高灵敏核糖核酸酶 H（RNase H）荧光检测方法。该方法将双芘标记 DNA/RNA 双链与超分子包合增强荧光相结合。初始状态下，DNA/RNA 双链结构刚性使两端芘分子距离较远，探针处于“关闭”状态，仅产生芘单体荧光。加入 RNase H 后，DNA/RNA 双链中的 RNA 链被...
蛋白磷酸酶与蛋白激酶协同调控并维持细胞磷酸化蛋白质组，但直接监测磷酸酶活性的化学工具长期落后于激酶。本章提供将磷酸化敏感的磺酰胺氧啶荧光团Sox重新利用为蛋白磷酸酶直接活性探针的设计、合成与验证方案。作者首先给出Sox-溴化物（Sox-Br）和Fmoc-Cys(Sox[TBDPS])-OH（Fmoc-CSox）的合成路线，用于固相肽...
活细胞利用复杂且高度动态的信号网络和转录回路维持稳态，并响应不断变化的环境。这些网络使细胞能够严格控制离子、代谢物、蛋白质及其他生物大分子的胞内浓度，并在能量需求与生长所需分解代谢之间保持平衡。由于这些网络相互关联，且细胞系统对外部环境极为敏感，阐明遗传和药理扰动的分子机制仍具挑战性。活细胞成像结合遗传编码荧光生物传感器，为在细胞、...
本文报道一种基于花状氢氧化钴（CoOOH）纳米片与铜纳米簇（CuNCs）复合探针的灵敏荧光法，用于测定碱性磷酸酶（ALP）活性。CuNCs 与 CoOOH 组装形成 CuNC-CoOOH 聚集体后，由于 CoOOH 片层对 CuNCs 荧光的猝灭，体系荧光显著降低；当抗坏血酸（AA）存在时，CoOOH 被特异性还原为 Co2+ 并分...
水解酶因工业影响和生物学意义而持续受到研究，但测量其活性尤其在高通量检测中仍受限于少数已建立体系，且常依赖次级副产物或复杂降解探针。本文报道一种易于制备和测量的通用单壁碳纳米管（SWNT）生物传感器。将水解酶底物制成两亲性聚合物，用于溶解疏水纳米管；当目标酶降解包裹层时，SWNT荧光信号因溶剂可及性增加和聚集而猝灭，从而可定量测量水...
人拓扑异构酶1B（hTop1）是一种普遍存在且必需的酶，通过松弛超螺旋DNA的拓扑状态支持DNA复制、转录等基本代谢过程。其催化循环包括DNA切割与再连接两个步骤。本研究开发了一种基于连接三个荧光团的自杀DNA底物的三元荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，用于同时监测hTop1的切割和再连接催化功能。荧光团标记不改变酶对DNA底...
本文报道了一种基于氮掺杂石墨烯量子点（N-GQDs）的灵敏荧光生物传感器，用于酪氨酸酶（TYR）和酸性磷酸酶（ACP）活性检测。N-GQDs由柠檬酸和氨水水热法合成，具有强蓝色荧光。TYR可催化酪氨酸氧化生成多巴醌，多巴醌作为电子受体通过动态猝灭机制显著猝灭N-GQDs荧光，荧光猝灭程度与TYR浓度相关。在ACP存在下，L-抗坏血酸...
本文建立了一种基于氧化石墨烯（GO）负载的末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）生成的富含胞嘧啶 DNA 纳米尾模板银纳米团簇（DNA-AgNCs）独特电催化活性的无标记电化学检测策略。TdT 可在无模板条件下催化脱氧胞苷三磷酸（dCTP）连接到单链 DNA（ssDNA）的 3′-OH 末端；随后在 Ag(I) 存在下，TdT 生成的富含 ...
为促进链置换扩增（SDA）技术在生物传感中的应用，作者设计了一种无标记、实时监测等温核酸扩增反应的策略。该策略利用荧光染料硫黄素T（ThT）对G-四链体（G-quadruplex）的特异性识别，将G-四链体结构引入SDA扩增产物中，从而实现扩增过程的实时荧光监测。该方法对传统线性SDA和指数型交叉触发SDA扩增均表现出良好性能，并可...
本文报道了一种用于测定限制性内切酶活性的简单、低成本电化学方法。将含有特定酶切位点的双链DNA（dsDNA）固定在金电极表面，作为酶促反应的底物；在伏安测量中使用外部阳离子氧化还原探针亚甲基蓝（MB）产生分析信号。酶活性评估基于样品溶液中MB还原电流信号的降低，因此无需对DNA进行共价标记，从而显著降低成本并简化检测流程。作者还验证...
单层石墨烯场效应传感器在液体环境中已被广泛用于检测多种分析物，通常处于平衡或稳态条件。本文报道了一种实时、无标记、直接电子监测方法，用于检测人体关键酶拓扑异构酶 I（hTop1）与电化学固定于单层石墨烯条上的底物分子（DNA 捕获探针）之间的结合动力学。通过连续监测石墨烯生物传感器的场效应特性，作者能够在无标记条件下解析 hTop1...
拓扑异构酶I（TOP1）在复制和转录过程中调控DNA拓扑结构，而酪氨酸-DNA磷酸二酯酶1（TDP1）参与修复多种DNA损伤，包括TOP1催化缺陷造成的损伤。TOP1是喜树碱类（CPT）化疗药物的靶点，TDP1在细胞系实验中被证明可拮抗CPT的作用。本研究在非小细胞肺癌（NSCLC）患者的配对肿瘤及邻近非肿瘤组织中，定量检测TOP1...
为治疗与美容用途生产肉毒神经毒素A（BoNT/A）时，必须精确测定批次效价，而BoNT/A轻链的酶活性是可在体外测量的关键指标。作者此前建立了基于表面等离子共振（SPR）的SNAP-25芯片法，其灵敏度高于标准小鼠生物测定，可用于定量BoNT/A活性。本研究将该方法适配于药品制剂。优化后的SPR检测可在单芯片上完成多次测量，并监测底...
理解蛋白质在修饰与未修饰二氧化硅表面的吸附及其构象变化，对生物传感器、微流控系统和医学诊断具有重要意义，但相关吸附动力学及蛋白变性对酶活性的影响难以直接研究。本研究采用高灵敏度光学回音壁模式（WGM）谐振器，研究葡萄糖氧化酶（GO）在不同硅烷修饰玻璃基底（未修饰玻璃对照、DETA、13F 和 SiPEG）上的吸附过程。WGM 传感器...
乙酰胆碱酯酶（AChE）在神经信号传递中通过水解乙酰胆碱发挥关键作用，其活性检测与抑制研究对阿尔茨海默病诊断、药物筛选及有机磷农药检测具有重要意义。现有方法常存在灵敏度不足、耗时长、假阳性或操作不便等问题。本文发展了一种基于特异性硫醇—马来酰亚胺加成反应与光子多孔结构协同的反应型光子检测策略，用于高效测定AChE活性及抑制。该策略可...