生长分化因子-15（GDF15）是TGF-β超家族的压力响应性细胞因子，在癌症恶病质、化疗诱导恶心和妊娠剧吐中升高，既是生物标志物也是治疗靶点。本研究利用人工智能驱动的蛋白设计框架开发高亲和力GDF15结合蛋白，并系统比较三种互补支架生成策略：支架移植、基于扩散的从头设计和支架搜索-移植。支架移植可快速将受体来源基序优化至亚纳摩尔亲...
为应对新发病毒及变异株早期检测需求，亟需便捷、稳健的即时诊断工具。尽管 RT-qPCR 和 LAMP 等核酸方法已应用，但仍需更简便平台。作为原理验证，作者开发了通用、灵敏、快速且低成本的生物发光共振能量转移（BRET）寡核苷酸检测生物传感器（BioOD）。通过硫醇-马来酰亚胺化学，将荧光修饰分子信标经互补寡核苷酸手柄与 NanoL...
蛋白酶在凋亡、炎症和病毒蛋白成熟等过程中发挥关键作用，但现有蛋白酶生物传感器难以从低水平内源蛋白酶获得可靠信号。本研究基于 Oplophorus gracilirostris NanoLuc 荧光素酶开发了高灵敏蛋白酶生物传感器 FlipNanoLuc。该传感器将 NanoLuc 拆分为 LgBiT（β1–8）、β9 和 HiBiT...
基于变构酶响应目标结合并快速改变酶活性的蛋白传感器是均相检测的潜在工具，但构建时难以获得高信噪比（S/N）。高信噪比对于区分信号与背景至关重要，而不同个体血清样本的背景差异可能很大。本文基于模块化荧光素酶 NanoLuc 设计了一种新型生物传感器 NanoSwitch。该传感器可在 45 min 内直接检测 1 μl 血清中的抗体，...
霉酚酸（MPA）是常用于预防器官移植排斥反应的免疫抑制剂，因其治疗窗窄而需监测。本研究利用噬菌体展示肽库筛选能结合MPA特异性重组抗体片段（Fab）并模拟MPA行为的环肽。经生物筛选后分离多个噬菌体展示肽，并在噬菌体竞争性免疫分析中验证其表位模拟特性。确定最佳MPA模拟肽ACEGLYAHWC（含二硫键约束环）后，测试多种免疫分析方案...
淬灭抗体（Q-body）是由位点特异性标记荧光染料的抗体片段构成的免疫传感器。无抗原时，染料主要被抗体可变区色氨酸残基通过光诱导电子转移淬灭；加入抗原后，染料从抗体分子中释放，荧光恢复，从而实现简单快速的抗原检测。本研究将发光酶 NanoLuc（Nluc）融合到 Q-body，构建基于生物发光共振能量转移（BRET）的新型免疫传感器...
细胞内离子强度通过调节蛋白质活性、聚集、相分离和细胞体积等过程，影响细胞存活与增殖，并可因离子通道活性或微环境渗透压改变而变化，因此需要实时监测工具。本文开发了一种基于 NanoLuc 荧光素酶的生物发光细胞内离子强度传感策略。重组纯化蛋白实验表明，NanoLuc 生物发光在宽范围缓冲液离子强度条件下具有离子强度依赖性；高离子强度下...
与传统异相检测相比，均相免疫检测因操作简便而更具优势。本研究基于工程化发光蛋白NanoLuc两个亚基的结合，开发了一种用于检测伏马毒素B1（FB1）的均相发光免疫检测方法（FNanoBiT assay）。将抗伏马毒素抗体偶联至NanoLuc大亚基LgBiT，形成FLgBiT；将FB1偶联至小亚基SmBiT，形成FSmBiT。在竞争免...
安全饮用水是公共卫生和人类福祉的基本保障。世界卫生组织与联合国儿童基金会等机构将饮用水中大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）的存在视为卫生不足和重大健康风险指标，因此全球通常以 100 mL 饮用水中不得检出 E. coli 作为卫生标准。现行美国环保署（EPA）方法依赖膜过滤后在选择性培养基上培养，通常需...
全细胞与无细胞转录-翻译生物传感器因成本低、环保且易用，正成为传统检测方法的替代方案。其生物响应需转换为易检测的物理化学信号，遗传报告基因选择对性能至关重要，但以往多依赖经验试错。本文在汞离子和群体感应分子两个代表性传感器中，系统比较八种报告基因：荧光类（gfpmut3、deGFP、mCherry、mScarlet-I）、比色类（l...
荧光素酶报告基因广泛应用于从体外高通量筛选到活体成像的多种场景，但发光强度测量易受发光衰减和报告基因表达水平差异影响，导致定量不稳定。基于生物发光共振能量转移（BRET）的传感器兼具荧光素酶报告基因的优点，并因固有的比率读出克服上述问题。本研究构建了新型比率 BRET ATP 传感器 ARSeNL（ATP detection wit...