荧光RNA适配体可用作细胞内生物传感器报告模块和转录本追踪标签。此前通过SELEX与微流控荧光分选获得三种能激活TO1-Biotin荧光的Mango适配体：Mango-II、Mango-III和Mango-IV，其中Mango-IV在固定和活哺乳动物细胞中成像RNA效果最佳。为阐明其细胞活性机制，作者测定了Mango-IV与TO1-...
蛋白质工程分子传感器为敏感结合和检测靶标提供了新方法，并可集成到植入式探针中获取生理信息。本文报道一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的钙离子传感器，与光纤集成形成可测量游离 Ca2+ 的膜封装光纤（MEOF）器件。该器件由填充聚四氟乙烯（PTFE）的传感器矩阵组成，其中包含工程化肌钙蛋白 C（TnC）融合的一对 FR...
板状伪足是富含F-肌动蛋白的细胞周边结构，可感知微环境。Fascin是F-肌动蛋白束化蛋白，对稳定伪足、支持黏附与迁移至关重要，并在多种人类癌症中上调，与侵袭行为和差预后相关。既往研究表明Fascin磷酸化可调控F-肌动蛋白束化及亚细胞定位，但其在伪足内动态变化的调控因素仍不清楚。本研究利用活细胞成像技术和一种Fascin构象生物传...
本文报道了无机氮化锌（Zn3N2）纳米颗粒用于植物细胞和动物细胞标记与成像的效率，并显示其具有可忽略的细胞毒性。作者在室温下合成了平均粒径约25 nm的Zn3N2胶体纳米颗粒，其光学带隙为2.8 eV，在可见区415 nm处产生发射。将Zn3N2胶体加入原卟啉、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）、荧光素和中性红等有机染料后，染料发射强度增...
本文报道了一种基于寡核苷酸“三明治”杂交和荧光共振能量转移（FRET）策略的新型荧光生物传感器，用于快速、高灵敏、高选择性地检测癌症生物标志物miRNA-155的表达水平。该传感器以改性La(III)金属有机框架（La(III)-MOF）和银纳米颗粒（Ag NPs）作为FRET供体–受体对，通过荧光猝灭实现信号转换。La(III)-...
荧光寿命成像（FLIM）是一种定量且与荧光强度无关的显微方法，可用于测量细胞生物学中多种生物化学和物理性质，尤其适合通过 Förster 共振能量转移（FRET）量化细胞内蛋白-蛋白相互作用。然而，时间域 FLIM-FRET 测量动态相互作用具有挑战性，因为需要从活细胞荧光团常见的复杂衰减动力学中获得可靠参数，且要求良好的光子统计。...
ATP是细胞能量代谢的核心代谢物，也是细胞内信号分子，其浓度变化与细胞功能、活力和命运密切相关。本文介绍两种基于遗传编码生物传感器的活细胞ATP检测方法：萤火虫荧光素酶生物发光法和ATeam FRET荧光生物传感器。前者利用线粒体靶向萤火虫荧光素酶（mtLuc）在细胞内催化荧光素（luciferin）、ATP和O2反应，生成激发态o...
碳酸氢根在细胞呼吸和pH稳态中起核心作用，但以往活细胞内碳酸氢根浓度变化只能通过胞内pH变化间接测量。本文报道了一种遗传编码、pH无关、基于荧光的单次使用细胞传感测试系统，用于监测活细胞内碳酸氢根浓度变化。该系统由截短可溶性腺苷酸环化酶sACtr和cAMP FRET报告蛋白CEPAC组成：碳酸氢根激活sACtr后催化cAMP合成，c...
本文报道了一种基于荧光共振能量转移（FRET）策略的选择性、高灵敏荧光生物传感器，用于检测 microRNA-167。该体系由碳点（CDs）标记的探针 DNA（pDNA）作为荧光供体，聚多巴胺（PDA）包覆的四氧化三铁纳米粒子（Fe3O4@PDA NPs）作为荧光受体。由于 pDNA 与 PDA 之间的强 π 相互作用，CDs-pD...
作为非抗体支架，基于纤连蛋白III型结构域（FN3）的单域蛋白（monobody）克服了抗体的尺寸与复杂性，同时保留类似互补决定区的结合环。然而，抗体及其衍生物仍是新药设计的金标准。为此，临床阶段的FN3治疗蛋白开始利用纤连蛋白天然功能作为差异化方向。单体单域蛋白小而结构简洁，可提高组织分布并缩短半衰期；不含二硫键则增强胞内还原环境...
脂肪酶是一类重要的脂质水解酶，在细胞生物学、消化、食品与生物燃料制备及药物开发中具有重要作用，因此需要灵敏、特异且可定量监测其活性的生物传感器。本文报道了一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的量子点（QD）脂肪酶生物传感器。该传感器由定制合成的肽酯底物构成，一端为肽段，另一端为染料受体；通过肽段末端六组氨酸基序与发光半...
微小RNA（miRNA）在基因表达和细胞功能调控中发挥关键作用，其可靠检测对临床诊断与治疗具有重要意义。本文设计了一种结构可转换的单链DNA开关，并构建了新型开关转换型比值荧光生物传感器（SCRF biosensor），用于高灵敏度miRNA检测。该DNA开关具有茎环结构，并在特定位点修饰两个荧光基团Cy3和Cy5以及一个淬灭剂。通...
病原菌快速检测对公共卫生和现场应急具有重要意义。本文首次报道了一种用于单步检测大肠杆菌O157:H7的‘管中实验室’生物传感器。该平台基于Förster共振能量转移（FRET）机制，以牛血清白蛋白-金纳米簇（BSA-AuNCs）为荧光供体/信号报告物，以抗大肠杆菌抗体修饰的金纳米粒子（Ab-AuNPs）为猝灭受体。传感器由聚丙烯微管...
环二鸟苷酸（c-di-GMP）是细菌中重要的第二信使，调控细菌从运动态向定着态转变，并参与细胞分裂、胞外多糖合成和生物膜形成等过程。由于 c-di-GMP 水平决定细菌表型，其合成与水解受到多重机制严格调控；干扰其稳态会影响细菌生长与存活。现有 c-di-GMP 浓度测定方法大多缺乏单细胞分辨率，无法反映胞内 c-di-GMP 的异...
甲状旁腺激素（PTH）分泌过多会扰乱钙磷代谢，促进骨、肾、消化和神经系统疾病；由于PTH半衰期短，临床检测困难。本文探索了一种基于双色碲化镉量子点（CdTe QDs）Förster共振能量转移（FRET）的竞争免疫荧光传感模式，用于甲状旁腺激素1–84（PTH 1–84）抗原的比率荧光检测。绿色CdTe QDs偶联PTH 1–84抗...
我们此前报道，siRNA 瞬时敲低 ATP 合酶抑制因子 1（IF1）可提高模型胰腺 β 细胞 INS-1E 的 ATP 水平并增强胰岛素分泌。本研究考察长期过表达天然 IF1 对胰腺 β 细胞生物能量代谢和胰岛素分泌的影响。我们构建了稳定过表达天然 IF1 的 INS-1E 细胞系，发现 IF1 过表达导致 ATP 水平显著下降，...
当前小非编码RNA传感器设计面临选择性瓶颈：传感器尺寸小，且内源核酸中可能存在大量序列相似物。许多核酸传感器依赖暴露的toehold区，使分析物结合并启动竞争性链置换；但toehold未受保护，少数碱基差异的寡核苷酸也可结合并产生假信号。为提升选择性，本研究系统考察了toehold位置对miR-146a-5p荧光生物传感器敏感性和选...
多数真核细胞通过氧化磷酸化系统（OXPHOS）产生三磷酸腺苷（ATP）以支持细胞活动。我们在培养细胞实验中鉴定缺氧诱导蛋白 G0/G1 转换基因 2（G0s2）为 OXPHOS 的正向调节因子，并证明 G0s2 可保护培养心肌细胞免受缺氧损伤。本研究通过构建斑马鱼 g0s2 功能缺失与功能获得模型，考察 G0s2 在体内对缺氧的保护...
基因编码荧光蛋白激酶生物传感器是阐明激酶组的核心工具。其适应性和多功能性使研究者能够在活细胞和完整生物体中实时观察激酶活性的时空动态。本综述系统介绍了多种激酶生物传感器类型及其在复杂生物系统中的新兴应用，重点讨论神经元系统和整体动物环境中使用的激酶活性报告器。文章概述了基于FRET的激酶活性报告器设计，包括供体-受体荧光蛋白对、激酶...
磷脂酰肌醇是一类调控多种细胞过程的关键脂质。磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）是最重要的质膜磷脂酰肌醇，参与多种信号与膜动态过程，也是磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸（PIP3）的前体；PIP3对生长因子信号、膜极化和膜动态至关重要。由于这些脂质具有区室化活性和位置依赖的信号特征，研究其动态仍具挑战。本文报道了多种新型遗传编码荧光生物...