细胞迁移依赖于运动方向上快速且持续的边缘突起。构建边缘突起的肌动蛋白和黏附结构必须被促迁移信号通路同时调控，而黏附调控的贡献因无法选择性检测促进边缘突起的初始黏附而难以解析。本研究通过构建靶向黏附的 ERK 荧光共振能量转移（FRET）生物传感器 EKAR-FAT，定量分析 RAS→RAF→MEK→ERK 通路中 ERK 在初始黏附...
代谢稳态研究长期集中于组织和个体水平，其中 AMPK 是关键的细胞能量电荷感知激酶，通过反馈回路协调 ATP 生成与消耗。近期研究发现 AMPK 活性在单细胞水平存在振荡，提示存在尚未阐明的动力学调控机制。然而，解析细胞内反馈动力学需要同步观测多个能量参数，而现有代谢荧光生物传感器大多使用 CFP/YFP FRET 或 cpGFP，...
本研究开发了一种整合荧光与紫外（UV）检测的新型双模式传感平台（DMSP），用于甲氨蝶呤（MTX）的灵敏、准确定量。该平台将基于 Förster 共振能量转移（FRET）的荧光“开启”机制与银纳米颗粒（Ag NPs）紫外吸收模式相结合：荧光模式以 FAM 为荧光团、BHQ 为猝灭剂，通过 MTX 诱导的结构切换实现高灵敏检测；Ag ...
细胞迁移依赖于运动方向上细胞前缘的快速且持续性突起。构建边缘突起的肌动蛋白与黏附结构相互整合，促迁移信号通路必须同时调控二者以诱导突起。由于难以选择性检测促进边缘突起的新生黏附，黏附调控的贡献一直难以阐明。本研究将ERK FRET生物传感器靶向黏附，定量ERK的时空活性，解析RAS→RAF→MEK→ERK通路对新生黏附的调控如何贡献...
荧光生物传感器是借助功能显微镜在活细胞内以高时空分辨率探测分析物动态和酶活性的关键工具。近年来，兼具合成荧光团与遗传编码识别单元优势的混合型或称化学遗传生物传感器迅速发展。合成荧光团具有光谱多样性、高亮度和高光稳定性，而遗传编码识别单元则提供高特异性与敏感性。除提升光学性能外，合成化学还能扩展识别单元本身，使原本难以检测的分析物成为...
细胞命运决定受复杂信号网络调控，细胞外信号调节激酶（ERK）是控制细胞增殖与分化的核心节点。ERK 常与其他调控因子协同作用，因此需要在单细胞水平同时研究多条信号通路。现有 ERK 等通路的荧光生物传感器存在明显光谱重叠，限制多重检测。为此，作者开发了两种新型红色 FRET ERK 生物传感器 REKAR67 和 REKAR76，工...
三磷酸腺苷（ATP）在细胞外、胞质和分泌囊泡等生理环境中可从纳摩尔变化到毫摩尔，既是能量载体、磷酸供体，也是嘌呤能信号分子。为覆盖如此宽的浓度范围，需要具有不同亲和力的基因编码传感器。本研究针对 ATeam 系列 ATP 生物传感器 ATP 结合域中的两个关键精氨酸残基 R103 和 R115 进行定点突变，系统考察电荷中和（R-t...
乳酸是临床诊断和运动表现监测的关键生物标志物，传统血检侵入性强，难以实时动态监测。汗液作为非侵入性替代样本，乳酸浓度约为5–25 mM，可反映实时生理状态。本研究开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的高灵敏适配体传感器，用于汗液中乳酸检测。该平台以适配体功能化核壳上转换纳米颗粒（APT-CS-UCNPs）为能量供体，以 Fe3...
基因编码荧光蛋白（FP）生物传感器通过在活细胞中以高时空分辨率实时监测分子活动，彻底改变了细胞生物学研究。多路复用生物传感进一步拓展了这一能力，使多个信号通路可被同时追踪，从而揭示网络相互作用与动态协调。然而，荧光蛋白光谱重叠限制了其更广泛应用。为应对该挑战，研究者发展了多种创新策略：通过扩展FP谱系和新型传感器设计实现光谱分离；利...
脂质基纳米颗粒广泛用于药物和疫苗递送，尤其呼吸道疾病，但其理化不稳定，脂质水解或氧化降解会影响包封性能。为监测脂质基制剂随时间的稳定性，作者制备了丙烯丹标记牛血清白蛋白（albuminodan），并证明其可作为荧光生物传感器，同时检测磷脂及其水解产物脂肪酸和溶血磷脂。该探针利用牛血清白蛋白结合多种长链脂肪酸的能力以及丙烯丹的环境敏感...
路易体病（LBD）和多系统萎缩（MSA）是具有不同预后和神经病理特征但临床症状重叠的突触核蛋白病。α-突触核蛋白（α-Syn）聚集体的不同构象被认为决定疾病特征，并可通过类朊病毒机制在细胞间自我传播。本研究旨在考察利用种子扩增试验（SAA）从LBD和MSA患者脑组织及脑脊液（CSF）中扩增的α-Syn聚集体，是否保留与患者脑源聚集体...
单分子荧光技术作为前沿科学工具，正在推动对生物分子过程的理解边界。本综述系统总结单分子荧光检测技术的进展，重点介绍单分子荧光探针、成像系统和生物传感器的最新发展。文章进一步探讨这些工具在药物发现与神经科学研究中的应用，包括复杂药物递送系统的设计与监测、药理机制和药代动力学解析、神经元信号与突触功能研究，以及神经退行性疾病的分子基础。...
细胞周期依赖性激酶（CDKs）通过精确调控底物磷酸化的时间进程驱动细胞周期推进。传统生化方法和磷酸化蛋白质组学虽为 CDK 介导调控提供了重要信息，但依赖细胞群体分析，无法捕捉单个细胞中的实时动态。近年来荧光生物传感器的发展，使研究者以前所未有的时间分辨率和空间分辨率监测活细胞中 CDK 活性。本文系统综述用于测量 CDK 活性的遗...
D-2-羟基戊二酸（D-2HG）是三羧酸循环来源的致癌代谢物，其在乳腺癌中的作用尚不清楚。本研究采用基于DhdR的FRET生物传感器检测乳腺癌患者血清和组织中的D-2HG水平，并通过体外、体内实验及MeRIP-seq与RNA-seq联合分析探究其功能与机制。结果显示，D-2HG在三重阴性乳腺癌（TNBC）中显著富集，可促进TNBC细...
神经退行性tau病可能通过病理性tau聚集体在细胞间播种而进展：聚集体从一个细胞释放，进入邻近或相连细胞，并作为模板在胞质内复制自身。播种在数小时内发生，提示存在未知调控因子。作者利用邻近标记鉴定种子暴露后5小时内调控种子扩增的蛋白：将split-APEX2融合到tau重复域（RD）C端，在种子诱导的胞内tau聚集后5小时重建过氧化...
细胞外调节激酶（ERK）通过不同激活模式调控多种细胞功能。基因编码荧光探针是解析活细胞 ERK 活性动态的重要工具。本研究在已报道的 ERK 荧光共振能量转移（FRET）探针 EKAREN5 基础上，将 mTurquoise2 和 YPet 序列分别替换为 mTurquoise-GL 和 YPet 同义密码子变体，构建改良生物传感器...
雌激素受体（ER）包括 ERα 和 ERβ，通过同源或异源二聚体形成调控细胞生长与分化，但精确检测其二聚化仍具挑战。本研究开发并优化了基于荧光共振能量转移（FRET）的基因编码生物传感器，用于在活细胞中实时监测 ER 动态。通过结构分析、连接肽比较和最优荧光蛋白对筛选，作者构建了三种可检测细胞核内 ERαα、ERαβ 和 ERββ ...
化学农药残留对人类健康和环境具有负面影响，亟需可靠高效的检测方法。本研究开发了一种基于废茶叶制备碳量子点（CQDs）的纳米生物传感器，用于检测茶叶中常用农药。CQDs 采用简单一锅水热法合成，并通过高分辨透射电镜、紫外-可见光谱、光致发光光谱、拉曼光谱、X 射线衍射、原子力显微镜和 X 射线光电子能谱进行表征。基于荧光共振能量转移（...
药物发现领域的进展使生物传感器成为不可或缺的工具，其精确性、灵敏度和实时监测能力尤为突出。本综述首先概述癌症药物发现，强调生物传感器在推进癌症研究中的关键作用，随后重点讨论用于癌症药物发现的荧光与生物发光技术，包括FRET、TR-FRET、BRET、NanoBRET和NanoBiT。这些传感器推动了多项突破，例如通过NanoBiT筛...
细胞命运决定受复杂信号网络调控，细胞外信号调节激酶（ERK）是核心调控因子。然而 ERK 很少单独发挥作用，需要在单细胞水平同时研究多条信号通路。现有 ERK 等通路的荧光生物传感器存在明显光谱重叠，限制多路复用。为此，作者开发了两种新型红色 FRET ERK 生物传感器 REKAR67 和 REKAR76，工作于 670–720 ...