本文提出并实现了一种自下而上构建胶体半导体量子点（QDot）纳米复合材料的策略，利用聚电解质多肽促进非辐射 Förster 共振能量转移（FRET）。通过改变多肽链长，系统考察了多肽间静电相互作用的热力学、结构和形貌特征。采用逐层（LbL）组装，在负电荷硅基底上交替沉积聚-L-赖氨酸（PLKC）和聚-L-谷氨酸（PLE），并在多肽层...
本文报道了来自副溶血弧菌CKM-1的NADPH依赖蓝色荧光蛋白BFPvvD8的结构与荧光增强机制。BFPvv在紫外光激发下发射蓝色荧光，此前通过定向进化获得的BFPvvD7突变体荧光强度提高约4倍。作者进一步在D7基础上引入N58Y、A62T和K199R三个突变，获得荧光更强的BFPvvD8。为阐明增强机制，解析了BFPvvD8与N...
本文提出一种用于慢性荧光生物传感器长期监测的无线可编程植入电子平台。长期无线植入荧光强度传感器面临生物相容性、传感器长期稳定性以及低功耗微型化电子设计等挑战。该平台基于IEEE 802.15.4-2003协议实现双向遥测，可在极低功耗下运行，支持超过三年的电池寿命，并允许多个传感器无线组网。在单次荧光测量中，电路驱动激光二极管激发传...
本文报道了一种用于检测油酸的自组装荧光生物传感器。该传感器由罗丹明B标记的牛血清白蛋白（BSA-RhodB）与3-巯基丙酸（MPA）包覆的CdSe/ZnS量子点（QDs）通过非共价自组装形成，其中量子点作为Förster共振能量转移（FRET）供体，罗丹明B作为受体。油酸是BSA的天然配体，其结合会诱导BSA构象变化，改变供体与受体...
细菌细胞间小分子信号分子可调控多种生物学功能，其中群体感应（QS）分子介导生物发光、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群体依赖响应。因此，QS 分子的检测与定量具有重要应用价值。以往革兰阴性菌 QS 分子的检测主要依赖细菌报告系统，但这些生物测定易受影响细菌生长和代谢的化合物干扰，且报告响应强烈依赖培养...
环磷酸腺苷（cAMP）调控多种生物学过程与细胞功能，其胞内空间梯度日益受到重视。既往研究表明，巨噬细胞吞噬过程中会产生cAMP，且cAMP水平升高会抑制促炎介质生成、吞噬和杀菌等宿主防御功能，但吞噬性巨噬细胞中cAMP生成的空间与动力学特征尚不清楚。本研究采用基于Förster共振能量转移（FRET）的cAMP生物传感器，在活巨噬细...
机械力在发育、生理和病理过程中起核心作用，但细胞亚结构内力传递机制仍不清楚。本文报道了一种经校准的遗传编码生物传感器，可单分子荧光力谱法在活细胞中测量特定蛋白跨蛋白机械张力，灵敏度达皮牛（pN）级。作者将该方法应用于连接整合素与肌动蛋白丝的vinculin，其向局灶黏附（FA）的招募依赖力。结果显示，稳定FA中vinculin跨蛋白...
本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）的免疫生物传感器，用于高灵敏、高选择性和快速病原检测，并以轮状病毒（rotavirus）作为病原模型。GO 由改进 Hummers 法合成，沉积于氨基修饰玻璃表面，其 sp2 碳域中电子-空穴对复合产生光致发光。轮状病毒抗体经 EDC/sulfo-NHS 介导的酰胺化反应固定在 GO 表面，目标病...
自早期分裂细胞示意图以来，借助多种互补方法，真核细胞及其细胞周期状态的表征已取得显著进展。传统方法多依赖细胞固定，以鉴定细胞裂解液、培养细胞或组织中的分子组分；绿色荧光蛋白（GFP）技术的发展使几乎任何融合蛋白都能在细胞内和体内被可视化，并利用具有明确时空特征的功能元件，发展出遗传编码的细胞周期相位荧光标记，从而以高分辨率实时表征活...
本文探索利用荧光标记的酵母细胞色素c过氧化物酶（CcP）通过Förster共振能量转移（FRET）机制监测一氧化氮（NO）至亚微米水平。NO与CcP的结合亲和力常数Kd为10±1.5 µM；NO解离速率常数koff为0.22±0.08 min−1，二级结合速率常数kon为0.024±0.002 µM−1 min−1。作者还将荧光标记...
内质网/肌浆网（ER/SR）在多种细胞胞质信号中起关键作用，对骨骼肌纤维尤为重要，该细胞器是收缩等基本功能所需的主要钙库。本研究通过体内电穿孔在小鼠屈指短肌（FDB）中表达 cameleon 生物传感器 D1ER，直接评估电刺激和药理学刺激下 SR Ca2+ 耗竭。主要结论：（1）D1ER 在 FDB 纤维 SR 中表达，di-8-...
本文报道了一种基于荧光各向异性的时间分辨FRET显微成像方法，用于动态监测活T细胞中Rac1活性。作者利用由增强绿荧光蛋白（eGFP）和单体红荧光蛋白（mRFP1）构成的Raichu生物传感器，通过供体-受体间FRET效率变化反映Rac1构象与活性。该传感器被表达于Jurkat T细胞中，细胞表面CD3受体与包被抗CD3抗体的玻璃底...
Shoc2/SUR-8 作为 Ras 和 Raf 的支架蛋白正向调控 Ras/ERK MAP 激酶信号。本研究利用基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器并结合计算模型，考察 Shoc2 在 Ras 时空调控中的作用。在表皮生长因子（EGF）刺激的 HeLa 细胞中，RNA 介导的 Shoc2 敲低使 MEK 和 ERK 磷酸化...
随着药物发现项目增多，在健康与病理细胞中以高时空分辨率可视化和监测生物活动变得至关重要。为此，能够报告特定胞内靶标水平与活性的探针和传感器成为必需。绿色荧光蛋白（GFP）的发现、GFP 报告系统的发展、小分子荧光探针的合成进展以及荧光成像技术的快速进步，使生物传感器领域出现了大量可用于复杂生物样品、活细胞和组织的荧光报告系统，用于探...
半导体量子点（QDs）具有高量子产率、优异光稳定性和尺寸可调的窄发射光谱，可作为光谱标记与发光探针。本综述系统介绍量子点作为纳米生物传感器组装体中活性参与者的应用，指出以QDs替代传统分子荧光团可提升疾病分子检测性能。文章重点讨论多重靶标检测、基于重合分析的突变检测，以及基于QD-FRET的miRNA检测和DNA甲基化分析。由于QD...
膜筏和小窝蛋白作为信号平台受到关注，尤其在 HIV、神经及心血管疾病发病机制中的作用。β-肾上腺素受体（β-AR）介导的环磷酸腺苷（cAMP）信号是膜筏研究重点，因为该通路多个组分被膜微区室化，但膜筏如何在细胞环境中调控信号动力学仍不清楚。本文报道一种基于单细胞实时荧光成像的活细胞检测方法，利用改进的 FRET 型 cAMP 生物传...
明确体内生理性一氧化氮（NO）浓度对于定量理解 NO 信号、开展贴近真实生理状态的 NO 实验以及判断疾病状态下 NO 是否异常至关重要。十年前，基于早期电极测量和 NO 对其鸟苷酸环化酶偶联受体效力的初步估计，约 1 μM 的 NO 浓度曾被认为是合理的。此后，许多在细胞和组织中用电极直接测定 NO 浓度的努力给出了差异极大且难以...
本文报道了一种基于分子内荧光共振能量转移（FRET）的 Wiskott-Aldrich 综合征蛋白（WASP）生物传感器（WASPbs），用于在活细胞内实时监测 WASP 的激活状态。该传感器将青色荧光蛋白（CFP）和黄色荧光蛋白（YFP）分别融合于全长 WASP 的 N 端和 C 端；WASP 处于自抑制闭合构象时 CFP-YFP...
本研究利用表达外源肌球蛋白轻链激酶（MLCK）荧光共振能量转移（FRET）活性生物传感器的转基因小鼠，研究完整肠系膜动脉中 Ca2+/钙调蛋白（Ca2+/CaM）对 MLCK 的激活与调节。高外钾使细胞内 Ca2+（fura-2 比值或 fluo-4 荧光）和 MLCK FRET 比值均快速升至峰值后先快后慢下降；张力先出现相性峰值...
统一帕金森病评分量表（UPDRS）目前用于评估帕金森病，但主要依赖总体临床表现，难以定量判断病情进展，也无法实时指导药物剂量。多巴胺浓度是判断该病的关键因素，因此需要发展可定量检测多巴胺的生物试剂盒或生物传感器。本研究利用供体-受体间的Förster共振能量转移（FRET）现象，考察多巴胺浓度对能量转移的影响。以PAMAM树枝状聚合...