循环 miRNA 因低丰度、短长度及家族成员间高序列相似性，其分析仍受限制。DNAzyme 与熵驱动催化（EDC）为无外源蛋白酶的核酸传感提供了工具，但现有设计中信号放大与分子计算常相互分离，放大信号难以转化为下游逻辑电路输入。为此，作者设计了别构调控 DNAzyme 平台，使 miRNA 传感与分子计算由兼容核酸模块构建。计算单元...
碱性磷酸酶（ALP）是多种疾病诊断和治疗的重要生物标志物和治疗靶点。现有 ALP 检测方法常存在步骤繁琐、试剂昂贵、灵敏度不足和样品消耗大等问题。本文报道一种用于简单、超灵敏检测 ALP 的单分子荧光生物传感器。在该方法中，ALP 催化检测探针去磷酸化，使其免受 λ 外切酶介导的消化；剩余检测探针通过 toehold 介导 DNA ...
环境监测污染物对生态和公共健康至关重要。本文报道一种基于别构转录因子及其配体对最小 DNA 信号放大与转导电路进行调节的模块化小分子生物传感方法。作者利用别构蛋白与限制性内切酶 HgaI 对同一 DNA 模板的竞争性结合，调控由 toehold 介导的链置换反应；当特定配体存在时，别构转录因子构象改变，使 HgaI 切割 DNA 模...
胶体纳米颗粒生物传感器能够利用颗粒上生物催化实现生物分子放大检测，是重要的传感工具。然而，此类同心放大器的开发与实际应用常受颗粒上生物识别的复杂界面因素影响，包括吸附、多价性、取向、协同性和结合阻碍等，导致性能难以预测和控制。作者提出，在纳米颗粒生物传感器中引入溶液内生物识别元件，可能更易于制备、预测、控制和实现稳定性能，同时使溶液...
针对小分子/生物活性分子检测中酶促反应和复杂纳米材料依赖的问题，本文利用血栓素适配体的高亲和识别能力和催化发夹组装（CHA）的无酶等温放大特性，建立了一种无标记、无酶的光学放大检测策略用于血栓素检测。为同时支持生物学探究与技术优化，作者引入热力学模型预测相互作用核酸链的最低自由能二级结构，并计算体系配分函数与复合物平衡浓度；随后对相...
血管内皮生长因子（VEGF）是肿瘤血管生成的重要生物标志物。本文报道了一种基于DNA组装结构切换与等温扩增的适配体荧光生物传感器，用于检测VEGF165。该策略由等温扩增模板、适配体、引物和保护链组成DNA组装。无靶标时，适配体维持组装结构，阻止引物与模板杂交，等温扩增不能进行；当VEGF165存在时，适配体与靶标结合并从组装中释放...
本文基于链置换反应，编程实现了起始链催化的双链环状DNA发夹基序自组装。由于起始链可循环再生且反应以级联方式进行，该系统可灵活扩展至逻辑运算，包括构建具有反馈功能的串联逻辑电路以及生物计算键盘锁安全系统。与先前报道的分子安全系统相比，本文键盘锁的突出特点是能够自发重置和循环，无需任何外部刺激和人为干预。此外，通过整合滚环扩增（RCA...
DNA链置换技术在DNA片段传感与编程中表现良好。本文构建基于DNA链置换的DNA分子系统，用于执行逻辑门计算。作者设计了一类“DNA神经元”，借鉴生物神经元以脉冲累积方式编码信息，利用DNA分子编码并传递信息。该DNA神经元具有双稳态，能够以DNA分子作为输入信号进行感知，并释放“负”或“正”信号DNA分子。通过级联特定组织的DN...