本文报道了一种用于检测CpG甲基化的新型无标记化学发光生物传感平台。该平台利用G-四联体（G4）形成DNA与蛋白相互作用的结构敏感性，避免亚硫酸氢盐转化。传感系统基于肌红蛋白（Mb）结合G4形成DNA后，其类过氧化物酶活性增强并催化鲁米诺产生化学发光。BCL2基因启动子G4序列中的CpG甲基化会改变G4拓扑，进而改变其与Mb的结合，...
基于CRISPR/Cas的诊断方法具有高度特异性，但依赖荧光标记探针和复杂核酸提取流程，限制了现场应用。为此，本文开发了一种无标记、免设备的检测平台，整合FTA卡核酸提取、CRISPR/Cas12a识别和预折叠G-四联体（G4）–硫黄素T（ThT）信号报告系统。该平台利用G4与ThT的结构结合产生可见荧光，避免昂贵的荧光标记；FTA...
由于DNA具有可修饰位点多、结构可预测、热稳定性高和生物相容性优异等优点，已成为生物传感器中的关键组分。DNA生物传感器在灵敏度、选择性和检出限方面优于许多现有生物分析技术，因而受到广泛关注。本文从结构驱动功能的角度，系统介绍了适配体、脱氧核酶、i-motif和G-四联体四类基础功能核酸在构建DNA生物传感器中的应用，并概述了这些传...
近年来，新发和再发 RNA 病毒严重威胁全球公共卫生，亟需快速可靠的核酸检测方法。本研究建立了一种高灵敏度、易操作的 G4-ThT-NASBA 系统，用于检测病毒 RNA，且无需标记引物和探针。该系统将 G-四联体-硫黄素 T（G4-ThT）荧光生物传感器与核酸序列依赖性扩增（NASBA）相结合，并以经典猪瘟病毒（CSFV）为检测对...
本文报道了一种用于人乳头瘤病毒16型（HPV-16）即时检测的便携式光电化学（PEC）生物传感器。该传感器以空心In2O3−In2S3修饰的丝网印刷电极（In2O3−In2S3/SPE）为光活性电极，利用CRISPR-Cas12a对G-四联体DNA的横向切割活性实现生物识别与信号放大。G-四联体/血红素复合体具有过氧化物酶样活性，可...
钾离子（K+）在体液中的准确测定对健康监测和疾病诊断具有重要意义。基于DNA G-四联体（GQ）与特异性荧光探针硫黄素T（ThT）的无标记生物传感器是K+检测的简便方法之一，但通常灵敏度不足。本研究发现，在低浓度下，K+可与ThT竞争结合由寡核苷酸形成的双分子GQ或四分子GQ，使ThT荧光发射随K+浓度升高而降低。基于该竞争性结合机...
本研究基于卟啉金属化开发了一种检测磷酸根离子（PO4^3-）的新型荧光方法。在 G-四联体（G4）催化下，Cu2+ 可插入卟啉环并淬灭其荧光；G4 能增强游离卟啉荧光，但不能增强 Cu2+-卟啉复合物荧光。无 PO4^3- 时，卟啉被 Cu2+ 金属化，体系无荧光；存在 PO4^3- 时，PO4^3- 与 Cu2+ 配位，阻止卟啉金...
本文提出一种基于无标记鸟嘌呤富集单链DNA（LFGr-ssDNA）、吖啶橙（AO）和金属-酚纳米材料（纳米单斜晶铜-单宁酸，NMc-CuTA）相互作用的荧光生物传感器，用于顺序检测Pb2+和抗癌药物表柔比星（Epn）。LFGr-ssDNA和AO通过π-π堆积和静电作用强烈吸附在NMc-CuTA表面，导致AO荧光猝灭。加入Pb2+后，...
基因组DNA甲基化参与多种疾病，有望作为疾病甚至症状前诊断的特异性生物标志物，因此需要快速、廉价的检测方法。作者此前发现G-四联体（G4）形成寡核苷酸中的胞嘧啶甲基化会诱导不同G4拓扑结构。本研究基于甲基化与非甲基化G4 DNA的结构差异，开发了一种利用G4配体检测G4形成序列中CpG甲基化的方法。CpG甲基化引起的G4拓扑差异可被...
近几十年来，DNAzyme 因可识别靶标并具有催化活性而成为生物传感器领域的候选元件，但其热力学与生物学不稳定性（如核酸酶降解）限制了复杂样品中的应用。本文提出一种简单通用的策略，将线性 DNAzyme 工程化为环状 DNAzyme：把底物区与酶区整合到一条单链序列中，形成自配对哑铃型 DNA，并在 T4 DNA 连接酶作用下通过 ...
无细胞合成生物学为开发高性能生物传感器提供了有前景的策略，但合成生物学与电化学检测技术的结合仍不成熟。本文提出一种电化学生物传感器，通过偶联蛋白酶响应RNA聚合酶（PR）实现目标蛋白酶生物标志物的无标记超灵敏检测。以肿瘤标志物基质金属蛋白酶-2（MMP-2）为模型蛋白酶，利用PR将MMP-2介导的每次蛋白水解反应转化为多个可编程RN...
随着 RNA 丰度在细胞功能研究中作用增加，迫切需要相应工具阐明天然 RNA 的功能与动态，尤其是活细胞中短、低丰度 RNA。荧光 RNA 适配体为构建 RNA 标签和生物传感器装置提供了有用策略。Corn 可与 3,5-二氟-4-羟基苄叉咪唑啉酮-2-肟（DFHO）结合，因其光稳定性增强和光谱红移，是良好的 RNA 标签候选。本文...
G-四联体（G4）是由富含鸟嘌呤核酸序列形成的非经典二级结构，在端粒维持、转录和DNA复制等体内过程中发挥重要作用。G4主要有平行、反平行和混合三种拓扑构型，通常由K+、Na+等金属阳离子通过鸟嘌呤四联体中心配位而稳定。由于同一G4序列在不同环境条件下可形成不同构象，研究者开发了多种基于G4的传感器，且许多适配体折叠为G4结构，使其...
碳点（CDs）基生物传感器因超小尺寸、优异生物安全性和可调荧光发射，在微小RNA（miRNA）可靠灵敏检测中备受关注，但现有策略常依赖复杂标记步骤和昂贵生物酶，限制实际应用。本文开发了一种基于链置换扩增（SDA）的无标记、无酶荧光检测策略，利用巯基功能化碳点（CDs-SH）作为探针实现 miRNA 高灵敏检测。CDs-SH 基于血红...
乙型肝炎是由乙型肝炎病毒（HBV）引起的严重肝脏感染，慢性HBV感染是全球重大健康问题，每年估计导致约75万人死亡。尽管生物医学和临床研究者高度关注，但早期疾病仍缺乏准确、选择性高且简单的诊断方法。本文开发了一种链置换扩增（SDA）辅助的G-四联体（GQ）-氧化石墨烯（GO）系统，用于HBV基因的准确定量。在系统优化中，从8个候选配...
G-四联体（G-quadruplex）是由富鸟嘌呤 DNA 或 RNA 折叠形成的一种非经典核酸结构，其构象与功能受链数、链极性、阳离子类型及结合靶标等因素调控。近年研究发现，G-四联体具有配体结合能力增强、折叠特性独特等有利属性，可用作新型生物传感器的识别元件。基于 G-四联体的生物传感器能够检测金属离子、有机大分子、蛋白质和核酸...
铅离子（Pb2+）是常见有毒重金属污染物，可经环境、食物链进入人体，危害神经、造血、消化、肾脏和心脏等系统，因此快速灵敏检测痕量 Pb2+ 具有重要意义。本文报道了一种改进的结构开关适配体荧光 Pb2+ 生物传感器，利用 AMT 与 G-四联体结合诱导猝灭实现低背景检测。T30695 适配体可特异性识别 Pb2+ 并形成 G-四联体...
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-...
利用光电性能优异的石墨相氮化碳纳米片（g-C3N4 NS）作为电化学发光（ECL）发光体，在其表面原位生成Cu@Cu2O纳米颗粒作为共反应加速器，构建新型三元ECL体系（g-C3N4 NS/TEA/Cu@Cu2O）。与单独g-C3N4 NS相比，Cu@Cu2O/g-C3N4 NS不仅电流强度增强、起始电位提前，而且表现出强ECL响应...
能选择性结合特定G-四联体（GQ）拓扑（反平行、混合或平行）的荧光配体，对适配体传感器开发和纳米器件构建具有重要意义。香豆素–苯并噻唑杂化探针BnBtC是一种内电荷转移（ICT）比率荧光探针，具有两个分辨良好的发射带：约450 nm来自香豆素组分，约650 nm来自ICT带。BnBtC的红色ICT发射对质子性溶剂极性和结合GQ结构均...