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...
阐明5'-AMP激活蛋白激酶（AMPK）信号在细胞内的时空动态，是连接营养感知与下游功能的关键。目前已有三种遗传编码的Förster共振能量转移（FRET）型AMPK生物传感器，可揭示AMPK信号在特定刺激下如何在细胞内传播，并与生化证据共同促进对AMPK信号的整体理解。本方案描述在活细胞中以细胞器特异性方式成像AMPK活性所需的步...
本文报道了一种用于蛋白激酶A（PKA）活性检测的新型荧光生物传感器，该传感器基于双链DNA负载铜纳米簇（dsDNA-CuNCs）和氧化石墨烯（GO）。dsDNA由两条DNA链组成：一条链与另一条互补链杂交以稳定荧光CuNCs，另一条链含有ATP适配体序列。在无ATP时，dsDNA-CuNCs上的ATP适配体通过π-π堆积作用自发吸附...
由蛋白支架与人工小分子组成的化学构建生物传感器，近年来被视为特异性检测并实时监测细胞内多种生物分子或生物事件的重要分析工具。传统半合成生物传感器通常在试管中制备，随后借助显微注射或细胞穿透肽等侵入性方法导入细胞。随着生物正交蛋白偶联技术的快速发展，现已能够在活细胞内直接原位构建此类半合成生物传感器，从而为生命科学研究提供前所未有的工...
肠锌重吸收，尤其是其调控机制，尚未完全阐明，亟需合适的肠细胞模型在体外研究锌摄取动力学及肠细胞内活性锌的作用。本研究构建了稳定表达基因编码锌生物传感器 eCalwy-5 的 Caco-2 细胞克隆，并评估该克隆是否保留肠上皮细胞特征。与野生型 Caco-2 相比，Caco-2-eCalwy 仅在紧密连接蛋白 occludin 的亚细...
碱性磷酸酶（ALP）是一种重要的普遍水解酶，已被确定为多种疾病的关键指标。本文首次将荧光聚多巴胺（F-PDA）纳米颗粒拓展到基于纳米猝灭剂的生物传感体系，并发现二氧化锰（MnO2）纳米片对 F-PDA 纳米颗粒荧光的可逆猝灭效应。通过透射电子显微镜、紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱和荧光寿命实验，系统证实猝灭机制为 Förster...
膜融合是生物系统中至关重要的过程，涉及高度选择性的识别机制以转运分子和离子货物。受自然膜融合机制启发，本文利用序列特异性DNA介导的脂质体融合构建仿生生物传感器，用于高选择性检测microRNA。该体系将胆固醇修饰双链DNA自插入脂质体膜，并用发夹DNA阻断粘性末端；当目标miR-29a存在时，其与发夹DNA互补序列杂交并置换发夹，...
序列识别与构象多态性使DNA成为构建纳米器件的重要工具。DNA相关纳米器件基于构象开关原理，可受DNA/RNA序列、pH或温度变化、酶或配体相互作用等因素调控。因此，控制DNA构象变化以获得所需功能，对发展用于基因筛查和分子诊断的DNA杂交生物传感器具有重要意义。为探索富胞嘧啶DNA寡核苷酸随pH变化的构象开关能力及其作为生物传感器...
细菌群体感应分子调控生物发光、III型分泌、铁载体产生、菌落形态、生物膜形成和金属蛋白酶产生等种群依赖反应，因此 QS 分子的检测与定量具有重要实际意义。传统革兰氏阴性菌 QS 分子检测主要依赖细菌报告系统，但易受影响细菌生长和代谢的化合物干扰，且响应高度依赖培养龄与细胞密度。为克服这些局限，作者开发了基于体外蛋白的 FRET 生物...
转移常与癌症进展、不良生存和耐药相关，早期检测转移及定位转移肿瘤位点可改善患者生存。因此，开发改进癌症转移生物标志物检测技术有助于诊断和治疗。本研究利用纳米金刚石（NDs）开发刺激响应性转移检测复合物，以基质金属蛋白酶9（MMP9）为转移生物标志物，因为MMP9高表达提示转移。该ND-MMP9生物传感器复合物由表面功能化MMP9特异...
近年来，荧光蛋白工程与活细胞成像技术的协同进步，推动了用于追踪生命系统多尺度信号动态的遗传编码荧光报告蛋白的发展与应用。这类生物传感器具有特异性、敏感性和通用性，并借助荧光的非侵入、非破坏特性及遗传编码能力，特别适合在活细胞和动物中监测信号过程。过去十年，已有大量荧光报告蛋白被开发，用于追踪第二信使与代谢物动态、酶激活与活性、细胞周...
AMP-激活蛋白激酶（AMPK）是细胞能量代谢的核心调控激酶，也是2型糖尿病等代谢疾病的潜在治疗靶点。尽管体外研究揭示了AMPK受AMP/ATP、LKB1和CaMKK2等复杂调控，其在活体细胞与器官中的异质性仍不清楚。作者将长柔性EV连接肽引入AMPK FRET传感器AMPKAR，并将YFP替换为FRET倾向更强的YPet，构建了高...
阿托品是临床常用的抗胆碱药，通过阻断乙酰胆碱对心率的抑制作用引起心动过速，但其许多心脏效应不能仅用毒蕈碱受体拮抗解释。作者利用表达 FRET 型 cAMP 生物传感器 Epac1-camps 的小鼠心室心肌细胞，证实阿托品可阻断乙酰胆碱诱导的 cAMP 下降；意外发现即使无乙酰胆碱，或在百日咳毒素灭活 G 蛋白、M2 或 M1/3 ...
RNA病毒复制依赖宿主细胞的代谢物与能量。番茄丛矮病毒（TBSV）感染细胞后诱导过氧化物酶体和内质网膜聚集，并形成含有病毒复制酶的膜区室，但其复制所需ATP的来源长期未知。本文发现，TBSV通过病毒复制蛋白p33和p92直接招募宿主糖酵解丙酮酸激酶PK（酵母中为Cdc19p）进入病毒复制区室。被招募的PK在区室内利用磷酸烯醇式丙酮酸...
合成生物学与代谢工程使微生物细胞工厂能够生产燃料、化学品和药物，但代谢物浓度相关表型的测量与精确控制仍是瓶颈。遗传编码小分子生物传感器可将代谢物浓度与可测量或可执行输出相耦合，是解决该瓶颈的重要工具。本文综述了代谢工程中小分子生物传感器的设计、优化与应用，重点讨论转录因子（TF）型传感器的优化策略。围绕中心法则，遗传编码小分子传感器...
准确、灵敏地监测和成像活细胞中线粒体 pH 对化学生物学和生物医学具有重要意义。本文设计了一种基于刚果红（CR）修饰双发射半导体聚合物点（Pdots）的新型比率型荧光化学探针，用于活细胞线粒体 pH 的监测与成像，其机制为竞争性荧光共振能量转移（FRET）。Pdots 由三苯基膦（TPP）修饰聚氧乙烯壬基苯基醚（CO-520）、聚(...
本研究以高收率合成了一种三足型双功能荧光探针L1，其结构由罗丹明B（Rhodamine B）和1-萘异硫氰酸酯（1-naphthaleneisothiocyanate）经三(2-氨基乙基)胺连接而成。识别性能研究表明，探针L1对Al3+具有高灵敏度和高选择性，可通过FRET荧光响应和比色响应进行检测，检出限达10−8 M量级；同时，...
糖尿病是一种以高血糖为特征的慢性疾病，患者需持续监测血糖以避免短期和长期并发症。目前血糖监测依赖频繁指尖采血和酶法分析，现有连续血糖监测仪存在技术缺陷、准确性不足和使用寿命短等问题。植入式细胞基生物传感器可发出与葡萄糖浓度对应的光信号，是连续血糖监测的新途径。间充质干细胞（MSC）可基因工程改造并大量扩增，且具有免疫调节特性，可减少...
一氧化氮（NO）激活 NO 敏感可溶性鸟苷酸环化酶（NO-GC/sGC），触发涉及 cGMP 的细胞内信号通路。对耳蜗毛细胞存活和听力维持，NO 介导级联既有保护也有损害潜力。本研究检测缺乏两种 NO 敏感鸟苷酸环化酶异构体之一的小鼠（NO-GC1 或 NO-GC2 敲除）的耳蜗功能。NO-GC1 或 NO-GC2 缺失不影响噪声暴...