RhoA 与 RhoC GTP 酶氨基酸序列相似度达 92%，但在细胞迁移和形态调控中发挥不同作用。为解析二者差异，作者开发并验证了一种 RhoC 激活生物传感器 RhoC FLARE，并与已有 RhoA 生物传感器联合使用，比较细胞突起/回缩和巨胞饮过程中 RhoA 与 RhoC 活性的时空动态。结果显示，两种 GTP 酶在细胞边...
基质力学通过调节整合素与细胞外基质（ECM）蛋白的结合控制细胞命运。然而，纤连蛋白（FN）、I 型胶原及其整合素亚型如何不同地传递力学信号并调控黏着斑激酶（FAK）活性仍不清楚。本研究利用基于荧光共振能量转移（FRET）的遗传编码 FAK 生物传感器发现，FN 介导的 FAK 激活依赖机械张力，张力可暴露原本隐蔽的 FN 协同位点以...
体液搜寻常是法医调查的关键环节。确认现场体液存在不仅可支持或反驳受害者、嫌疑人或证人的陈述，还可为后续身份识别提供重要DNA来源。然而，现有生物体液检测技术存在若干明确局限：常出现假阳性、不能同时检测多种体液、破坏样本且无法直观定位体液沉积物，这些缺陷可能因遗漏或误读证据而影响案件结果。生物传感器可将生物识别事件转换为可测量信号，实...
tau蛋白聚集见于阿尔茨海默病等多种tau病，细胞外tau聚集体介导的跨细胞传播可能驱动疾病进展。P301S tau转基因小鼠表达突变人tau并逐渐形成tau病理。作者利用细胞基生物传感器检测P301S脑裂解液中的tau种子活性，筛选能阻断该种子活性的抗tau单克隆抗体。将三种有效抗体或对照经侧脑室持续输注3个月后，抗体显著降低高磷...
高血压中动脉狭窄只能源于动脉结构重塑或平滑肌收缩增强，后者可伴或不伴细胞内钙浓度（[Ca2+]i）升高。本研究利用表达 Ca2+/calmodulin FRET 生物传感器的转基因小鼠，通过皮下持续输注血管紧张素 II（Ang II，400 ng kg−1 min−1，2–3 周）建立高血压模型，并在活体麻醉小鼠中用荧光显微镜同时测...
过去十年，量子点（QD）生物传感器不断涌现，但受限于可重复性、稳定性和稳健性不足，QD 尚未成为临床诊断中的标准荧光试剂。本文报道了一种基于铽（Tb）供体与 QD 受体的比率型、可多重 FRET 均相免疫分析方法，用于低体积血清样品中前列腺特异性抗原（PSA）的检测。该方法利用时间门控检测和两种不同颜色的 QD，在 50 μL 血清...
三磷酸腺苷（ATP）是所有生物体主要的能量货币，但多细胞生物体内ATP水平的时空动态仍不清楚。本研究对基因编码的Förster共振能量转移（FRET）型ATP生物传感器ATeam进行改造，以优化其在低温下的ATP亲和力。原AT1.03在37°C对ATP的解离常数约为3 mM，在25°C降至约0.6 mM，低于生理ATP浓度，导致低温...
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...