杂交链反应（HCR）通常由两个DNA发夹组成，是生物分析中常用的信号放大工具。本文报道了一种基于单个DNA发夹结构的新颖HCR纳米线。该发夹茎部被合理设计为回文序列，在引入启动DNA链后可发生自杂交链反应（SHCR）。与传统双发夹HCR纳米线相比，单发夹SHCR纳米线实现了近两倍的信噪比提升，并对单碱基错配表现出更好的选择性。通过将...
线粒体DNA（mtDNA）突变可损害氧化磷酸化和ATP生成，可能参与2型糖尿病（T2DM）发病。本研究旨在探讨T2DM患者血液和尿液中mtDNA突变与ATP水平的关系。共纳入60例患者，其中30例为T2DM合并线粒体病（MD）表型，30例为单纯T2DM。采用双标记探针实时荧光定量PCR（qPCR）检测A3243G和G9053A突变，...
本研究报道了一种用于三磷酸腺苷（ATP）检测的适配体功能化多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）纳米颗粒。POSS 纳米颗粒在一步连续流微流控反应器中通过热聚合合成：含 POSS 单体的微乳液在反应器内自组装生成，并通过连续油流包裹乳液以防止热聚合过程中微通道堵塞。随后，POSS 纳米颗粒表面经聚多巴胺（PDA）仿生修饰，引入可用于偶联的...
酿酒酵母会根据营养可用性调整代谢，通常从葡萄糖发酵转向乙醇呼吸。现有对代谢调控的理解多基于群体平均，而营养转变可能引起单细胞异质响应。本文提出 iCRAFT 方法，将基于 ATP 的 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器 yAT1.03 与呼吸抑制剂 Antimycin A 联用，以在单个酵母细胞中区分发酵代谢与呼吸代...
CRISPR/Cas系统因侧切活性成为分子生物传感工具，但直接用于原位细胞内检测仍具挑战。本文首次提出CRISPR/Cas辅助纳米针传感器nanoCRISPR，用于活细胞内ATP检测。该传感器采用两步过程：先在细胞质中呈现与纳米针连接的适配体锁定Cas12a激活子，ATP识别事件使固定在纳米针上的激活子解锁；随后将纳米针从细胞取出，...
三磷酸腺苷（ATP）定量分析在食品、生物技术和诊断领域应用广泛，且炎症性肠病（IBD）等疾病的发生发展与高 ATP 水平密切相关。目前，基于 D-荧光素/荧光素酶体系的生物发光法因灵敏度和特异性高而成为 ATP 检测的常用方法，但传统方法依赖重组大肠杆菌表达并纯化萤火虫荧光素酶（FLuc），成本较高。本研究旨在开发无需提取和纯化 F...
腺苷三磷酸（ATP）与某些疾病的发生发展密切相关，痕量ATP检测对疾病诊断和药物研发具有重要意义。石墨烯场效应晶体管（GFET）已被证明是快速、准确检测小分子的有前景平台，但德拜屏蔽限制了其在真实样品中的高灵敏检测。本文报道了一种用于超灵敏检测ATP的三维皱褶石墨烯场效应晶体管（3D WG-FET）生物传感器。该传感器通过热收缩聚苯...
腺苷三磷酸（ATP）检测长期用于评估不同场所和工作环境中的微生物污染。现有商业化试剂盒多依赖荧光素酶–荧光素体系，但需在+4 ℃或−20 ℃冷链条件下储存和运输，限制了其在偏远地区或低资源场景中的应用。为此，作者开发了一种用于ATP监测的生物发光纸基生物传感器，将新型荧光素酶突变体BgLuc与金属–有机框架沸石咪唑酯骨架材料-8（Z...
本文报道了一种无标记、基于生物发光的纳米生物传感器，用于检测腺苷三磷酸（ATP）。由于ATP浓度可反映活细胞数量，开发低成本、易操作的ATP传感器具有重要意义。作者研究了柠檬酸包覆的金纳米粒子（AuNPs）、银纳米粒子（AgNPs）、金银核壳纳米粒子、金纳米棒（GNRs）以及牛血清白蛋白-金纳米簇（BSA-AuNCs）与萤火虫荧光素...
自然界利用分子电荷驱动特定生物合成与反应。面向先进光生物电子传感器，有机光电化学晶体管（OPECT）以光能替代外部栅极偏压，有望成为研究光—生物物质相互作用并开展新型生物分析的通用平台。鉴于带电生物分子普遍存在，分子电荷调控应成为OPECT创新调控与工作的通用途径，但此前尚未实现。本文展示了面向OPECT生物传感器的表面电荷生物调控...
微通道基电化学发光（ECL）生物传感器的传感性能与目标识别反应引起微通道表面电荷密度变化比例相关。本研究以三磷酸腺苷（ATP）为模型靶标。首先将含有捕获探针CP（含ATP适配体序列）以及P1、P2单链DNA探针交替单元的dsDNA超结构CP/(P1/P2)n接枝到微通道内壁。dsDNA超结构中的CP捕获ATP分子，导致含P1/P2交...
本文设计了一种含多个三磷酸腺苷（ATP）适配体的二维（2D）DNA 结构，用于构建基于 ATP 诱导结构切换的电化学生物传感器，实现 ATP 的快速高灵敏检测。具体而言，所制备的 2D DNA 结构将大量 ATP 适配体作为 ATP 特异性 toehold 开关，既能固定大量亚甲基蓝（MB）以产生显著电化学信号，又能大幅提高局部 A...
本文报道了一种多聚阴离子磺化四苯乙炔（SuTPE）衍生物在超分子宿主辅助下实现聚集诱导发光（AIE）增强的现象。SuTPE 与多聚阳离子氨基-β-环糊精（AβCD）宿主通过强静电相互作用结合，使多聚阴离子染料发生显著电荷中和，并在多聚阳离子宿主门处聚集组装。Job 作图分析表明体系中优先形成 2:1 染料-宿主化学计量复合物；离子强...
腺苷三磷酸（ATP）的亚细胞分布和浓度在不同细胞周期中随时间动态变化，活细胞内生物传感过程的指定激活可实现单活细胞中的时空目标检测。本文引入一种邻硝苄磷酸酯发夹核酸作为光响应DNA探针，用于单活细胞中光激活ATP检测。作者讨论了两种在单活细胞中时空激活探针的方法：一是利用约5 μm的微米光纤引导365 nm紫外光选择性激活细胞内光响...
在典型生物传感器中，通常使用适配体等生物分子进行目标识别，而纳米材料用于信号产生。本文报道了一种反向设计：以纳米材料作为目标识别元件，以DNA作为信号元件。作者发现经典金属有机框架材料沸石咪唑酯骨架材料-67（ZIF-67）对三磷酸腺苷（ATP）具有超高选择性识别能力，因此可使用荧光标记DNA寡核苷酸产生信号。加入1 mM ATP后...
分子诊断对疾病识别、预防和治疗至关重要，尤其在即时检测（POC）场景中需求突出。然而，多数基于CRISPR-Cas系统的生物传感器主要针对核酸靶标。本文报道一种用于小分子诊断的通用策略，称为分子雷达（Molecular Radar）。该策略基于CRISPR-Cas12a辅助荧光报告系统，由Cas12a蛋白、CRISPR RNA（cr...
本文利用CRISPR/Cas12a系统对靶标核酸的高精度识别及其反式切割能力，发展了一种面向非核酸分析物的荧光生物传感器。作者首先以功能DNA（fDNA）调控方式高效激活Cas12a的侧向切割活性，突破其主要用于核酸检测的局限；随后分别选用ATP适配体和Na+依赖DNAzyme作为信号转导元件，将检测范围扩展至小分子ATP和金属离子...
探针DNA在生物传感界面上的状态显著影响电化学DNA生物传感器的检测性能。本文构建了目标诱导发夹介导的生物传感界面，研究探针DNA对三磷酸腺苷适配体（ATPA）和三磷酸腺苷（ATP）检测分析性能的影响，并探讨共存发夹DNA与双链DNA（dsDNA）在该传感界面上的电化学贡献。实验结果表明，生物传感界面的分子识别能力和检测性能主要取决...
本文成功开发了一种基于 Fe3O4 纳米粒子@ZIF-8/MoS2 量子点的电化学发光（ECL）生物传感器，并采用纳米表面能量转移（NSET）策略用于三磷酸腺苷（ATP）的即时检测。Fe3O4 NP@ZIF-8 复合物具有多孔结构和较差的电子转移能力，首次作为 ECL 中的优良催化剂；它催化共反应物产生更多自由基，同时抑制 Fe3O...
设计用于细胞内检测的金纳米器件备受关注，但构建可由远程应用模拟激活的金传感器件仍具挑战。本文报道了一种基于可控释放和外切酶III（Exo III）辅助循环酶促放大的金纳米颗粒（AuNPs）封盖金纳米笼荧光生物传感器，用于三磷酸腺苷（ATP）检测。体系中，AuNPs 作为构建块，通过 DNA 杂交封盖负载罗丹明B（RhB）的金纳米笼（...