本研究开发了一种基于氧化石墨烯（GO）与单链 DNA（ssDNA）适配体的新型荧光生物传感平台，用于高灵敏、高选择性地检测肝癌生物标志物甲胎蛋白（AFP）。该平台的核心机制是：5'端标记荧光染料 FAM 的 ssDNA 与 GO 通过 π-π 堆积作用形成 GO–ssDNA 杂化结构后，FAM 的荧光被 GO 有效猝灭；当 AFP ...
传染性支气管炎病毒（IBV）是一种禽冠状病毒，可显著影响蛋鸡和肉鸡的生产性能，给家禽业造成重大经济损失。本研究旨在开发一种快速、低成本且高灵敏的IBV检测生物传感器。研究采用二硫化钼（MoS2）作为核心纳米材料；MoS2是一种二维纳米片，对染料标记抗体具有强荧光猝灭能力。作者构建了抗体功能化MoS2荧光免疫传感器，利用MoS2与荧光...
G蛋白偶联受体（GPCR）药物发现正处于关键节点。传统筛选多依赖人胚肾293（HEK293）等异源细胞模型，但这类模型难以充分反映目标细胞、组织和整体动物中的生理与病理背景。当前研究正逐步转向更具相关性的细胞、组织切片和整体动物平台，并发展可在单细胞水平解析信号事件的分析方法。光学生物传感器能够实时追踪受体激活、G蛋白偶联、β-ar...
细胞信号网络是细胞响应外界刺激并决定其命运与功能的基础。荧光蛋白的发现使遗传编码荧光生物传感器迅速发展，这类传感器可在活细胞内直接表达，用于实时测量信号转导通路的时空动态。本文系统梳理了已发表的工程化荧光生物传感器，归纳其传感单元与报告单元的设计策略，包括荧光蛋白直接响应、蛋白转位、FRET/BRET/FLIM 等读出机制，以及基于...
光学石墨烯生物传感器用于核酸检测时，关键挑战在于合理选择石墨烯化学结构、纳米材料分散状态、离子强度以及分子相互作用机制。本研究比较了荧光素标记单链DNA探针（FAM-DNA）与互补单链靶标DNA（cDNA）在三种石墨烯材料上的相互作用，以筛选最适合核酸检测的平台。石墨烯氧化物（GO）、羧基石墨烯氧化物（GO-COOH）和聚乙二醇氨基...
本文基于DNA杂交和荧光共振能量转移（FRET）设计了一种用于快速检测铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的荧光适配体传感器。在无目标菌时，5-羧基荧光素标记的互补DNA（FAM-cDNA）与适配体部分序列杂交，形成的复合物通过适配体单链侧翼吸附在氧化石墨烯量子点（GOQDs）表面，使FAM靠近GOQDs并发...
能量代谢不足或失调可能参与多种遗传性、退行性疾病、癌症甚至衰老。ATP 是细胞中央能量载体，但调控 ATP 水平的关键通路尚未系统阐明。作者将富集线粒体基因的池化 CRISPRi 文库、荧光生物传感器和流式细胞分选（FACS）结合，建立高通量遗传筛选，用于检测活人细胞中 ATP 浓度。该策略鉴定出此前未知参与能量代谢的基因。多数线粒...
为突破光学生物传感的亮度极限，本文报道了一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的超亮核酸检测纳米探针。该探针以约40 nm的染料负载聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸（PMMA-MA）纳米颗粒为光收集纳米天线，颗粒内含有约3200个罗丹明供体染料（R18/F5-TPB）。作者通过引入含羧基和叠氮的双官能团连接子，实现聚合物纳米...
细菌耐药性增加对人类健康构成严重威胁，亟需新型杀菌材料。本文报道了一种基于阳离子共轭聚电解质[9,9-双(6′-甲基咪唑鎓溴化物)己基)芴-co-4,7-(2,1,3-苯并噻二唑)]（PFBT-MI）的免洗细菌成像与抗菌方法。PFBT-MI侧链咪唑鎓基团提高水溶性，并通过静电作用结合带负电细菌膜，触发聚集诱导荧光共振能量转移（FRE...
基于荧光蛋白的生物传感器为理解植物生物学核心——细胞网络的动态特性——提供了前所未有的定量视角。此类生物报告分子能够可视化细胞调控因子（如Ca2+和H+）以及植物激素的空间与时间动力学，并可在活植物细胞中实时监测膜转运活性。这些工具的发展速度很快，使其越来越灵敏且易于使用；快速扩展的生物传感器工具箱为获得关于广泛植物调控过程的新认识...
谷氨酸棒杆菌是工业生物技术中最重要的底盘菌之一。过去数十年，这种土壤细菌被用于大规模生产 L-谷氨酸和 L-赖氨酸，年产量达约 600 万吨。随着新型基因组编辑方法以及系统生物学和合成生物学工具的引入，谷氨酸棒杆菌的产品谱已从传统食品和饲料产品扩展到化学工业、化妆品和医疗健康领域。近五年来，其工业产品数量几乎翻倍，达到约 70 种天...
本文提出对一种用于短非编码 RNA 检测的核酸生物传感器进行结构改造与化学修饰，以解决复杂生物基质中 RNA 分析面临的非特异结合和内源核酸酶降解问题。该传感器由 Reporter 和 Probe 两条部分互补核酸链组成，通过链置换与 FRET 荧光增强机制检测目标 RNA。研究在 Probe 3'端引入 DNA 茎区，提高 Rep...
我们建立了一种新型时间分辨荧光共振能量转移（TR-FRET）检测方法，用于筛选能调节肌动蛋白-肌球蛋白结构与功能的小分子。肌动蛋白-肌球蛋白相互作用对细胞产生力和运动至关重要，其突变或翻译后修饰可破坏肌肉功能并导致危及生命的综合征。本研究将荧光供体连接在肌动蛋白 C374 位点，将非荧光受体连接在包含骨骼肌肌球蛋白必需轻链长亚型 N...
本文报道了一种由二氧化硅纳米纤维表面包覆上转换纳米颗粒构成的柔性膜，用于 microRNA 检测。作者通过静电纺丝和 800 °C 煅烧制备柔性 SiO2 纳米纤维，再经溶热法在其表面组装 NaYF4:Yb,Er 上转换纳米颗粒（UCNPs），形成 SiO2@UCNP 纤维；随后通过酰胺反应接枝含 BHQ3 淬灭剂的羧基分子信标（C...
本文报道了一类用于定量活细胞中游离烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）及还原型/氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH/NADP+）比值的半合成荧光生物传感器。传感机制是通过 NAD(P) 与传感器蛋白组分结合，调控两个合成荧光团的空间距离，从而改变荧光共振能量转移（FRET）效率。该传感器具有大动态范围、长波长激发、pH 不敏感、...
直接与被测分子相互作用的遗传编码生物传感器最早于20多年前以钙离子荧光指示融合蛋白形式出现。此后，该技术已发展为多种生物传感器，并被用于提高对植物生理与发育中关键分子时空动态的理解。本综述重点讨论遗传编码钙指示剂，这是目前最多样且最成熟的生物传感器类别，并概述利用钙、pH、活性氧、氧化还原状态、初级代谢物、植物激素和营养元素生物传感...
血管紧张素II 1型受体（AT1R）介导血管紧张素II（AngII）的钙依赖性作用，钙调蛋白（CaM）是细胞内钙信号关键转导分子。已知AT1R亚膜域3和4可与CaM结合，但结合位点、生化性质及功能意义尚不清楚。本研究采用FRET生物传感器筛选法，在AT1R亚膜域2（氨基酸125–141）发现新的CaM结合位点，并确认亚膜域3及亚膜域...
端粒酶在正常体细胞中不活跃，但在肿瘤细胞中高度激活，以维持无限增殖和永生表型，是几乎所有肿瘤发生与进展的特异性标志物。传统 PCR 技术虽可用于端粒酶活性检测，但难以在细胞裂解液中评估肿瘤恶性程度、进展和转移。本文设计了一种基于 FRET 的比率荧光寡核苷酸探针，用于高保真检测端粒酶活性，从而准确区分不同端粒酶表达水平的癌细胞。该探...
选择性碱基配对是 DNA 识别的基础。本文利用稳态荧光光谱、小角 X 射线散射（SAXS）、微尺度热泳（MST）和差动电泳迁移率，阐明了一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的两组分分子信标 DNA 生物传感器的分子与结构细节。该传感器用于检测导致慢性髓系白血病（CML）的最常见 BCR-ABL 融合序列 e14a2 和...
本文首次将液相剥离制备的黑磷纳米片（BPNSs）用作荧光猝灭材料，构建了一种用于快速检测 microRNA（miRNA）的荧光生物传感器。6-羧基荧光素（6-FAM）标记的单链 DNA 探针（pDNA）通过碱基与 BPNSs 表面磷原子间的范德华力吸附，FAM 与 BPNSs 距离接近而发生荧光共振能量转移（FRET），导致荧光猝灭...