微小RNA（miRNA）在癌症发生发展中发挥重要作用，被视为早期预后评估的潜在生物标志物。本文提出一种新型生物传感系统，用于实现癌细胞内 microRNA21（miR21）的荧光成像。该系统由两部分组成：一是优化的“关-开”双链 DNA（dsDNA）荧光探针，通过高效的链置换反应检测 miR21；二是强效载体囊泡——非离子囊泡（SP...
近红外（NIR）基因编码钙指示剂（GECI）正成为神经科学研究中的有力工具。由于其光谱特性，NIR GECI 可避免哺乳动物组织中色素吸收、光散射和自荧光造成的信号损失，并且在与常用荧光指示剂及光遗传学执行器联用时不易产生交叉激发伪影。尽管已有多种 NIR GECI，但目前尚无一种能同时具备细胞内高亮度、良好光稳定性、小分子尺寸和快...
尽管纳米温度计的灵敏度不断提高，但由于缺乏高速温度成像技术，直接观察单个细胞内部的热传输仍具挑战性。本文指出，在短信号积分时间下温度分辨率不足以及传感器响应动力学缓慢，是现有基因编码温度指示剂（GETI）的两大瓶颈。为此，作者开发了基于 mNeonGreen（mNG）与 tdTomato（tdT）串联融合的纳米温度计 B-gTEMP...
本研究开发了一种基于花菁3（Cy3）的新型生物偶联荧光传感器，用于通过荧光共振能量转移（FRET）检测与2019冠状病毒病（COVID-19）相关的目标DNA或从COVID-19样本中提取的RNA。研究选择SARS-CoV-2基因组中的一段特定序列作为互补DNA（目标DNA）部分，并将该目标序列的反向链设计为两段：一段连接Cy3有机...
本研究提出一种基于切换肽的均相一步免疫检测方法，用于检测甲型和乙型流感病毒（Inf-A 和 Inf-B）。该方法无需洗涤步骤，仅需样品处理即可读取信号。荧光标记的切换肽可定量地从免疫球蛋白 G（IgG）的抗原结合位点解离；其中，检测抗体标记两种荧光淬灭剂，切换肽分别标记 FAM 和 TAMRA 两种荧光染料。作者通过计算对接和表面等...
基于发夹结构适配体（Apt）和荧光共振能量转移（FRET），构建了一种用于黄曲霉毒素B1（AFB1）检测的比率荧光适配体均相传感器。将同时标记Cy5和BHQ2的Apt与标记Cy3的互补DNA（cDNA）通过互补碱基配对形成双链DNA；此时Cy3靠近BHQ2而被猝灭，Cy5远离BHQ2而荧光恢复。加入AFB1后，Apt/cDNA双链解...
禽流感病毒（AIV）引起家禽急性传染病，高致病性禽流感病毒（HPAIV）可导致高发病率和死亡率，造成重大经济损失，因此早期检测对隔离和防控至关重要。本研究开发了一种细胞模拟纳米颗粒（CMPs），利用病毒融合机制快速检测HPAIV和低致病性禽流感病毒（LPAIV）。CMPs由聚合物纳米颗粒构成，膜中插入唾液酸并包埋荧光共振能量转移（F...
本研究基于单壁碳纳米管（SWCNTs）的荧光猝灭效率与适配体结合亲和力，优化了一种用于赭曲霉毒素A（OTA）检测的FRET荧光适配体传感器。将OTA适配体与量子点（QDs）偶联后，非共价吸附于酸改性SWCNTs（amSWCNTs）和未改性SWCNTs表面，形成纳米复合体。通过比较不同体系的猝灭效率，发现amSWCNTs具有适中的猝灭...
现有环境铅（Pb）检测方法多耗时、昂贵、危险且依赖专用分析系统。为提供简便、安全的现场检测工具，作者构建了便携式荧光共振能量转移（FRET）铅生物传感器 pMet-lead。该装置由 3D 打印框架、405 nm 激光二极管、光学滤光片、含 Met-lead 1.44 M1 生物芯片的样品架及适配智能手机的光学透镜组成。通过测量 F...
丛枝菌根（AM）共生会改变根细胞代谢、生理及正磷酸盐（Pi）进入根部的途径，但共生如何影响根皮层与表皮细胞的 Pi 含量及 Pi 响应动态仍不清楚。本研究利用基于荧光共振能量转移（FRET）的遗传编码 Pi 生物传感器，绘制了短柄草（Brachypodium distachyon）菌根根细胞中胞质与质体相对 Pi 含量的空间分布，分...
同相检测生物流体中小分子浓度对监测患者关键药物血药浓度具有重要意义。本文报道了一种基于链置换竞争（SDC）的同相DNA检测体系，用于在人血浆中快速检测和定量达比加群（DAB）、甲氨蝶呤（MTX）和利奈唑胺（LIN）。该体系由竞争结合DNA链A、B、S构成，B链共价连接小分子配体，A/S链携带FRET供体与受体荧光基团。作者发现，加入...
核糖开关是能够感知小分子并调控基因表达的天然生物传感器，其结构动态对阐明调控机制和开发 RNA 生物传感器至关重要。本研究将荧光团 Cy3 及其淬灭剂 TQ3 通过位点选择性 RNA 标记（PLOR）和偶联反应，分别掺入全长腺嘌呤核糖开关 RNA 及其适配体结构域，用于在体外和细胞内监测 RNA 构象动态。结果表明，腺嘌呤核糖开关对...
体内心脏功能模型可保留心肌细胞与其他心脏细胞之间的复杂关系，以及旁分泌和机械电反馈机制。本研究旨在在斑马鱼幼鱼跳动的心脏中同时成像钙瞬变与心脏收缩。作者构建了表达 FRET 基比率型生物传感器 Twitch-4 的转基因斑马鱼品系 Tg(myl7:Twitch-4)。由于发射比率可抵消运动伪影，实验未使用肌球蛋白抑制剂或 tnnt2...
有机磷（OP）农药的快速、灵敏和实时检测对现场监测至关重要。酶基生物传感器研究日益增多，来自嗜酸热放线杆菌 Alicyclobacillus acidocaldarius 的热稳定酯酶 EST2 因具有类似脂肪酶的 Ser–His–Asp 催化三联体且对 OP 亲和性高，成为有前景的生物受体。本研究评估 Förster 共振能量转移...
ryanodine receptor (RyR) 是肌浆网 Ca2+ 释放通道，其 N 端区域 (NTR) 调控兴奋-收缩耦联中的 Ca2+ 释放，并富含与骨骼肌 RyR1 和心肌 RyR2 肌病相关的突变。本研究在小鼠 RyR2 NTR 的 A、B、C 结构域引入 FRET 供体-受体对，构建 AC-NTR 和 BC-NTR 两种...
植物利用电信号和化学信号进行系统性通讯。例如，草食动物取食可触发局部细胞壁谷氨酸积累、系统性电信号和钙波，从而向邻近叶片传递损伤信息并启动防御。为监测植物细胞外和细胞内谷氨酸浓度，作者构建了表达基因编码荧光谷氨酸传感器的拟南芥品系。与定位于细胞质的传感器不同，展示于质膜外表面的传感器变体抑制植物生长和正常发育。高亲和展示型传感器品系...
本研究构建了靶向肌钙蛋白I（TnI）和磷酸兰尼蛋白（PLB）/AKAP18δ的荧光共振能量转移（FRET）cGMP生物传感器，用于实时监测成年大鼠心肌细胞中cGMP的亚细胞区室化。C型利钠肽（CNP）刺激GC-B/NPR-B后，TnI和PLB附近cGMP均升高；脑钠肽（BNP）刺激GC-A/NPR-A仅升高PLB附近cGMP，而不升...
miRNA表达水平与恶性肿瘤病理过程高度相关，血清中miRNA异常表达可作为肿瘤细胞存在的可靠证据。本文提出一种基于荧光团间Förster共振能量转移（FRET）的比率荧光生物传感器，用于检测结直肠癌特异性miRNA（miR-92a-3p）。首先利用羧基修饰SiO2微球从血清中分离miRNA；随后miRNA加入检测体系引起供体吖啶橙...
为维持健康代谢状态，维生素D主要以25-羟基维生素D3（25(OH)D3）形式储存，对骨骼强化和钙稳态重要，因此需要检测血清水平。现有25(OH)D3定量方法成本较高，亟需低成本、高灵敏检测方法。本研究利用适配体和氧化石墨烯（GO）开发了一种经济且敏感的传感器。适配体为对靶标敏感的寡核苷酸，GO二维纳米片提供优异淬灭表面。5'端荧光...
基于荧光“开-关-开”策略，我们构建了一种简单、高灵敏的DNA荧光生物传感器，用于检测microRNA（miRNA），无需复杂耗时操作。碳点（CDs）成功合成并偶联至单链燃料DNA末端，该燃料DNA通过π-π堆积吸附于氧化石墨烯（GO）表面，导致荧光淬灭。在目标miRNA let-7a存在时，燃料DNA从GO表面脱附，并通过双链DN...