本文报道了一种基于功能化适配体的“关闭型”荧光生物传感器，用于水样中双酚A（BPA）的超灵敏检测。适配体是通过SELEX筛选得到的单链核酸识别元件，与目标物结合后会发生构象变化。作者将BPA特异性DNA适配体的3′端标记荧光素（FAM），5′端标记黑孔猝灭剂（BHQ-1）。在无BPA时，适配体保持天然构象，两端相距较远，FAM荧光发...
细胞质钙离子浓度（[Ca2+]cyt）的变化是植物多种细胞信号转导通路的核心调控事件，也参与许多脂质介导的调控网络。由于钙信号在植物生长和环境响应中的关键作用，监测其时空动态对于理解细胞生理至关重要。本文描述了利用稳定表达黄色变色龙3.6（YC3.6）的拟南芥根细胞测量细胞质钙离子浓度的方法。YC3.6是一种钙离子敏感型荧光蛋白生物...
双光子激光扫描显微镜可揭示活体动物深部组织中细胞运动与相互作用，但现有成像技术难以阐明器官功能障碍的分子基础。Förster 共振能量转移（FRET）是探测细胞功能分子机制的重要工具，而荧光寿命成像（FLIM）作为无校准方法，更适合在活体内定量 FRET，其主要限制是深部组织三维/四维成像中的采集速度。本文提出一种并行化时间相关单光...
表达重组G蛋白偶联受体（GPCR）的细胞被特异性配体激活后，胞质钙离子浓度会在30–60秒内短暂升高并恢复基线。黄色Cameleon 3.6（YC3.6）是遗传编码钙指示剂，可与GPCR共表达，通过Förster共振能量转移（FRET）实时监测胞质钙变化。作者据此设计通用GPCR激活微流控生物传感器原型，在表达神经激肽1受体（NK1...
本文基于 Ag+ 与富含鸟嘌呤的荧光寡核苷酸（FAM-ssDNA）鸟嘌呤碱基之间的螯合作用，以及 FAM-ssDNA 与氧化石墨烯（GO）之间不同的静电亲和性，开发了一种用于选择性、灵敏检测 Ag+ 和半胱氨酸（Cys）的荧光生物传感器。FAM-ssDNA 通过核苷碱基环结构与 GO 六元格之间的 π–π 堆积作用吸附于 GO 表面...
活性氧（ROS）在调控细胞黏附、铺展和迁移等过程中发挥关键作用，但其如何被限制在亚细胞局灶黏附（FA）位点并影响细胞迁移仍不清楚。本研究开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器，用于在活细胞中以高灵敏度和高特异性实时监测 FA 位点的 ROS 产生。该传感器通过 FRET 效率变化反映局部氧化还原状态，从而实现对亚细胞...
现代生物医学的重要挑战之一是在自然环境中实时、非侵入地可视化生物分子，以理解其生理行为并揭示病理改变。荧光生物传感器是一类成像工具，已在活细胞中为酶的功能与调控提供了重要见解。基于绿色荧光蛋白（GFP）的报告子和遗传编码荧光共振能量转移（FRET）生物传感器已成功用于研究活细胞中的蛋白激酶，具有较高时空分辨率。与此同时，荧光化学与化...
环磷酸腺苷（cAMP）是介导多种生物学反应的重要第二信使。Gs 偶联 G 蛋白偶联受体（GPCR）激活可经腺苷酸环化酶升高细胞内 cAMP，Gi 偶联 GPCR 激活则降低 cAMP。传统 cAMP 检测多为终点法，需要积累 cAMP 并裂解细胞。近年来，基于荧光共振能量转移（FRET）的 cAMP 生物传感器可在活细胞中实时定量 ...
本文报道一种基于蛋白的发射比率荧光生物传感器，用于检测溶液中游离锌离子，灵敏度达皮摩尔水平。该传感器以去锌碳酸酐酶II为识别单元，Alexa Fluor 594共价标记于His36Cys位点作为荧光供体；当Zn2+结合去锌酶后，促进Chesapeake Blue磺酰胺进入活性中心并作为FRET受体。590 nm激发下，供体617 n...
G-四联体DNA具有高度多态性，其构象转变参与多种重要生命事件。这些可控且多样的结构也使G-四联体DNA成为催化剂、生物传感器和DNA基构筑材料的有前景候选。目前，基于G-四联体DNA的应用大多局限于水相体系。由于许多化学反应和器件需要在严格无水甚至高温条件下进行，在水相外开展G-四联体DNA研究具有挑战性和意义。本文系统研究了10...
蛋白激酶是调控几乎所有生物过程的关键酶类，其结构折叠相似，但作用机制、调控方式、底物特异性和亚细胞定位差异显著。传统放射性终点检测无法在天然环境中实时表征其动态活性。荧光生物传感器的发展为在活细胞中实时、高时空分辨率地研究蛋白激酶行为与调控提供了新途径。目前已发展两大类传感器：一类是遗传编码的单链荧光共振能量转移（FRET）生物传感...
细胞依赖复杂且相互连接的信号通路网络来感知并解释胞外环境变化。基因编码荧光蛋白（FP）生物传感器的发展使研究者能够在活细胞中直接观察和表征这些胞内信号通路的时空动态。然而，当单独监测单个信号事件时，往往难以获得交叉通路之间精确的时序和空间关系。随着生物传感器技术不断进步，同时成像多个 FP 生物传感器正变得越来越可行，从而允许在同一...
序列特异性DNA结合蛋白（DBP）的灵敏、可靠检测对蛋白质组学、基因组学和生物医学具有重要意义。本文报道了一种基于荧光放大共轭聚合物的新型无标记策略，用于超灵敏、可视、定量和“开启型”检测DBP。该策略利用阳离子共轭聚合物（CCP）与嵌入染料构建Förster共振能量转移（FRET）体系，以关键转录因子核因子κB（NF-κB）为模型...
活细胞显微成像现已常规用于监测基因编码生物传感器蛋白的活性，以直接测量细胞、组织或生物体内特定信号事件。多数荧光生物传感器蛋白依赖 Förster 共振能量转移（FRET）报告信号事件引起的蛋白构象变化，通常用基于强度的比率成像测量。荧光寿命成像显微镜（FLIM）是另一种监测 FRET 型生物传感器蛋白活性的方法。FLIM 在时域测...
荧光共振能量转移（Förster resonance energy transfer, FRET）是指供体荧光团受激后，通过非辐射方式将能量转移给受体荧光团的过程。FRET 技术可用于生物物理与分子生物学中的分子动力学定量分析，例如监测蛋白-蛋白相互作用、蛋白-DNA相互作用以及蛋白构象变化。基于 FRET 的生物传感器不仅能在异质...
癌症细胞的快速高效检测是早期癌症诊断的主要挑战。本研究构建了一种微型多通道芯片，采用新型氧化石墨烯（GO）基 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感策略，通过检测染料标记适配体/GO 复合物在癌细胞诱导下的荧光恢复，实现癌细胞的原位检测。荧光强度测量与图像分析表明，该微流控生物传感方法对目标癌细胞 CCRF-CEM 细胞的...
组织转谷氨酰胺酶2（TG2）是广泛表达的转谷氨酰胺酶家族成员，可介导多种蛋白底物之间的转酰胺化反应，并作为具有GTP酶活性的G蛋白发挥作用。在GDP/GTP结合及细胞内钙水平升高时，TG2可发生显著构象变化，并相互调节其酶活性。本研究构建了一种TG2生物传感器，利用Förster共振能量转移（FRET）结合荧光寿命成像显微镜（FLI...
本文报道了一种基于聚合物点与金纳米粒子间荧光共振能量转移（FRET）的癌胚抗原（CEA）荧光生物传感器。以聚(9,9-二辛基芴-2,7-二基)点（PFO dots）作为高亮发光体，金纳米粒子（Au-NPs）作为猝灭剂，通过单链DNA（ssDNA）杂交构建三明治结构。CEA适配体连接PFO dots与Au-NPs，使PFO dots荧...
工程化蛋白生物传感器（基于 Förster 共振能量转移、膜转位或溶剂变色位移）与活细胞荧光显微镜结合，用于实时揭示胞内过程的动力学与空间定位。该应用稳步发展，但其是否普遍适用于定量测量仍不明确。为从定量角度分析生物传感器方法的缺陷，作者分析了简单反应-扩散模型。结果表明，尽管高亲和力分子识别可稳健检测荧光读数，但会引发两种不利效应...
为改变典型分子适配体信标（MAB）以检测不同分析物，目前需要更换整个传感单元，包括昂贵的荧光标记物。本研究开发了一种基于DNA的可重构分子适配体信标。该传感器由可变部分和恒定部分组成：可变部分包含适配体链及其互补链，恒定部分为双标记Förster共振能量转移（FRET）对的寡核苷酸，两部分通过DNA杂交连接。传感器存在折叠（高FRE...