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...
重金属铅（Pb）可不可逆损伤人体神经系统。为理解铅诱导损伤，作者将遗传编码 FRET 型铅生物传感器 Met-lead 1.44 M1 应用于两种活系统监测铅浓度：iPSC 来源心肌细胞作为半组织平台，黑腹果蝇作为体内动物模型。不同 FRET 成像模式获取代表铅存在的信号，并在不同空间维度呈现。在 iPSC 心肌细胞中，荧光信号波动...
活细胞中 GTP 的生理变化一直未被认为能调控 RAC1 激活，因为色谱或质谱测得的胞内 GTP 浓度远高于体外测定的 RAC1-GTP 解离常数（Kd）。本文结合遗传编码 GTP 生物传感器与 RAC1 活性生物传感器，证明在活细胞中，围绕 RAC1-GTP Kd 波动的 GTP 水平与 RAC1 活性变化相关。此外，RAC1 在...
本文提出一种用于活细胞单颗粒追踪中研究单个蛋白构象的“binder/tag”生物传感器策略。该方法将一段7个氨基酸的短肽（tag）插入目标蛋白，使其溶剂暴露程度受蛋白构象控制；只有当蛋白处于激活或开放构象时，短肽暴露并特异性结合报告蛋白（binder）。因此，仅需直接激发明亮荧光团并观察其定位，即可反映蛋白构象，无需依赖较暗的FRE...
胰腺导管腺癌（PDAC）高度转移且对化疗耐药，其致密促纤维增生基质可调节肿瘤进展。本研究在小鼠和患者来源 PDAC 模型中，利用基于 FAK 的 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器进行活体荧光寿命成像显微镜（FLIM）检测，实时可视化短暂调控黏着斑激酶（FAK）所介导的双向细胞-环境信号。同时，利用 FUCCI 细胞...
基于工程化荧光蛋白（FP）的遗传编码生物传感器是监测生物体系内特定离子和分子动态的重要工具。三价砷离子（As3+）因能与蛋白质巯基结合而具有强细胞毒性，可抑制蛋白功能、破坏蛋白间相互作用并最终导致细胞死亡。开发 As3+ 遗传编码生物传感器有望在体外和体内研究其毒性机制。本研究以嗜酸氧化亚铁杆菌（Acidithiobacillus ...
当外界环境发生剧烈变化时，细胞内理化性质随之改变，但现有方法难以在活细胞中实时、非破坏性地动态监测这些变化。本研究利用内在无序蛋白区（IDR）对环境敏感且结构可塑的特性，开发了一种基于 Förster 共振能量转移（FRET）的基因编码荧光生物传感器 SED1。SED1 以拟南芥在缺水条件下表达的内在无序蛋白 AtLEA4-5 为传...
越来越多的证据表明，许多关键胞内信号事件被区室化于动力学不同的细胞微区室中。遗传编码荧光生物传感器是解析区室化信号的强大工具，但现有方法通常依赖目标蛋白融合与过表达，可能干扰天然信号通路。本文提出一类名为 FluoSTEPs（靶向内源蛋白的荧光传感器）的新型生物传感器，将自互补分裂绿色荧光蛋白、CRISPR 介导的基因敲入和荧光共振...
膀胱癌是泌尿生殖系统癌症患者死亡的主要原因之一，透明质酸酶（HAase）在膀胱癌中水平升高，可作为早期诊断的重要生物标志物。本文报道了一种在生理条件下用于检测 HAase 的简单、灵敏的比率荧光生物传感器。该体系由带负电荷的透明质酸（HA）作为支架和酶切底物，阳离子碳点（CQDs）作为 FRET 供体，正电荷萘酰亚胺探针作为 FRE...
3′,5′-环腺苷酸单磷酸（cAMP）是广泛存在的第二信使，在心脏功能与疾病中发挥关键作用。成年小鼠心室肌细胞（AMVMs）中存在多个功能相关的膜微域，其cAMP信号被严格区室化。至少有两类微域位于AMVM质膜：一类与富含caveolin的脂筏相关，另一类位于非脂筏肌膜，二者具有不同的cAMP动态，并受不同受体和磷酸二酯酶（PDE）...
直接靶向下游丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路以抑制 KRAS 和 BRAF 突变结直肠癌（CRC）中细胞外调节蛋白激酶（ERK）激活，在临床上未能成功；而联合表皮生长因子受体（EGFR）抑制的治疗策略则显示出较好前景。为阐明肿瘤中 EGF 信号与 ERK 激活之间的相互作用，作者利用来自 KRAS 和 BRAF 突变 CRC 的患...
本研究构建了一种基于卟啉基共价有机框架（p-COF）和碳点（CDs）的荧光适配体传感器，用于检测血管内皮生长因子165（VEGF165）并对乳腺癌细胞系MCF-7进行成像。通过柠檬酸和尿素热解制备的CDs具有约380 nm的强光致发光，作为荧光供体标记VEGF165靶向适配体，形成AptVEGF/CDs复合物。p-COF由TAPP和...
本研究合成并研究了一种含四苯乙烯（TPE）单元与螺吡喃（SP）单元共价连接的新型聚集诱导发光（AIE）结构，并在含水90%的半水溶液中考察其性能。经紫外光照射后，无发射的闭式 SP 单元可转变为红发射的开式花青（MC）单元，与 TPE 单元共同构成双荧光团传感器，用于检测铅(II)离子。TPE 作为能量供体，在 480 nm 处产生...
G蛋白偶联受体（GPCR）在质膜上被胞外信号激活，随后内化并脱敏；但部分GPCR内化后仍保持活性。以β2肾上腺素能受体2（B2AR）为例，其内体运输过程可持续数小时，然而该过程中B2AR活性的时空特征尚未阐明。本研究利用基于荧光共振能量转移（FRET）的B2AR生物传感器，以及靶向不同内体运输阶段的cAMP报告蛋白，在单个囊泡水平实...
多巴胺是重要神经递质。2018年报道了一种高亲和力多巴胺DNA适配体，但其结合与折叠机制尚不清楚，制约传感器设计。本文采用无标记等温滴定量热（ITC）系统研究该适配体二级结构，将其分为四个区域并逐一检验，确认两个茎区，第三茎区实际为环的一部分。截短实验显示，原始适配体在25°C的Kd为2.2±0.3 μM；缩短1或2个碱基对后Kd分...