荧光点亮适配体（FLAP）系统具有遗传编码、生物相容性好等优势，是极具前景的生物传感平台。然而，检测不同目标通常需要体外筛选或工程化新的核酸序列，且适配体难以结合无机物或寿命短的反应性化学物种。本文提出一种小分子策略，使单一FLAP系统能够检测化学性质不同、本身不发光且反应性强的无机物。作者设计了RNA适配体（Baby Spinac...
核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO）是自然界最丰富的可溶性蛋白，其活性测定对光合作用工程至关重要。现有生化与放射性标记法需添加多种外源组分，成本高且不便。本研究开发两种更简便、低成本且可重复的 RuBisCO 活性检测方法。首先，利用蓝藻细胞裂解液作为 Calvin 循环酶来源，简化 NADH 依赖分光光度法，比较...
无细胞蛋白合成（CFPS）是一种快速成熟的体外基因表达平台，可在需要点对核酸进行转录和翻译，从而按需合成肽类疫苗、生物治疗蛋白，并开发用于环境污染物和感染因子检测的诊断方法。与传统细胞系统不同，CFPS 无需维持活细胞，设备需求低，适合太空等低资源环境。本研究评估无细胞平台 BioBits 在国际空间站（ISS）上的性能，通过表达 ...
本研究开发了一种基于RNA适配体与铜基金属有机框架（Cu-MOF）整合的适配体传感方法，用于检测C-反应蛋白（CRP）。Cu-MOF具有H2O2刺激型荧光和模拟过氧化物酶活性，可作为双信号换能纳米酶。将CRP特异性RNA适配体固定于Cu-MOF表面后，RNA会屏蔽Cu-MOF的过氧化物酶活性和荧光信号；加入CRP后，RNA与CRP结...
合成生物学在人类健康、工业生物生产和生态系统监测中的应用通常需要小分子传感能力，常以遗传编码小分子生物传感器形式实现。为快速开发面向广泛小分子靶标的传感器，本研究利用此前建立的DRIVER方法，对代表高通量药物筛选的密集多路小分子混合物进行RNA生物传感器选择。作者从大型多样性药物筛选库中随机选取5120个靶标化合物，完成95轮选择...
本文报道了一种无标记、简便的适配体-液晶生物传感平台，用于检测HIV-1糖蛋白gp-120。将适量B40t77 RNA适配体固定于经DMOAP修饰的玻璃载玻片表面，使5CB液晶在表面呈垂直取向。当gp-120与B40t77特异性结合时，表面拓扑结构发生明显变化，破坏液晶的垂直排列，在偏振光学显微镜下表现为由暗到亮的光学转变。该平台不...
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...
本文报道了一种基于还原氧化石墨烯（rGO）的场效应晶体管（FET）用于人乳头瘤病毒（HPV）检测。HPV 是最常见的性传播病毒之一，也是宫颈癌发生的必要因素。作者利用具有半导体特性的芘修饰 rGO 通道，并在其表面固定 RNA 适配体 Sc5-c3，构建了对 HPV-16 E7 蛋白高灵敏、高选择性响应的 rGO-FET 生物传感器...
RNA适配体是较短的核酸序列，可高亲和性结合靶标；当与能够启动荧光报告蛋白翻译的核糖开关组合时，可用于多种介质中的化学检测。该过程从分子尺度的靶标结合延伸到宏观尺度的荧光检测，涉及多个限速的物理变化（如分子构象变化）和生化变化（如反应速率），使检测设计复杂。本文描述了一个用于辅助环境检测六氢-1,3,5-三硝基-1,3,5-三嗪（R...
本研究开发了一种新型无标记、无固定化的RNA适配体修饰核糖开关生物传感器，利用RNA适配体修饰的二级结构支架控制核糖体结合序列（RBS）的可及性。将双链RNA适配体修饰的顺式抑制序列（crRNA）引入指示基因gfp的上游，由于发夹结构中RNA适配体序列不互补，形成RNA泡。无目标分子时，RBS被crRNA隐藏，核糖体无法识别，gfp...
RNA适配体及基于适配体的RNA装置可遗传编码并在细胞内表达，用于探测和操控细胞功能，但在哺乳动物细胞中因表达量低、降解快而应用受限。本文报道Tornado（Twister-optimized RNA for durable overexpression）表达系统，通过快速RNA环化获得高稳定性与高表达水平的RNA适配体。Torna...
生物传感器是能够检测并报告目标分子存在的生物分子。核酸因其结构可塑性强、可与多种配体特异性结合，并在识别后发生结构重排以触发报告事件，而成为设计此类分子的理想材料。典型生物传感器由传感域、报告域以及负责在分子内传递传感事件的通讯模块三部分组成；通讯模块是传感器的关键元件，通常依赖试错法经验性开发，且往往只测试少量组合。本文提出一种结...
抗生素在食品动物中的过量使用导致食源性细菌多重耐药性持续上升。除磺胺类外，氟喹诺酮类、氨基糖苷类和β-内酰胺类是最常见的抗生素类别，因此需要快速、高效、低成本的抗生素检测方法。本研究提出一种用于检测氟喹诺酮类抗生素环丙沙星（ciprofloxacin, CFX）的喷墨打印适配体生物传感器。由于适配体具有极高的亲和力和特异性，已被广泛...
白介素-8（IL-8，又称CXCL8）是一种促炎趋化因子，参与中性粒细胞趋化与活化，并在胶质瘤干细胞样细胞血管化中发挥重要作用。本文报道了一种基于滚动圈扩增（RCA）的双功能微流控生物传感器，可同时实现细胞培养与IL-8在线检测。芯片由两条高通道经垂直细通道连接，其中一条通道固定捕获抗体用于IL-8检测，另一条用于细胞培养。检测采用...
茶碱是治疗哮喘、支气管炎和肺气肿等疾病的常用支气管扩张剂，但血清浓度超过一定水平时具有毒性，因此需要严格监测。本文报道了一种基于RNA适配体识别和金纳米粒子（AuNP）放大技术的电化学适配体传感器，用于茶碱检测。作者将茶碱特异性RNA适配体拆分为两条单链RNA探针：RNA探针a与DNA四面体杂交后固定于金电极表面；RNA探针b通过5...
在菌株工程的“设计—构建—测试”循环中，快速产物检测与筛选策略仍是关键瓶颈，并限制整体通量。本文系统总结了多种将目标化学物浓度转换为易于测量的吸光度、发光和荧光信号的高通量检测模式。具体涵盖蛋白基生物传感器（包括转录因子、荧光蛋白和G蛋白偶联受体）、核酸基生物传感器（RNA核糖开关、RNA菠菜和DNA适配体）、偶联酶反应、生物正交化...
适配体-配体生物识别具有独特特异性，可促进生物分析与生物传感器开发，并有助于区分多巴胺等结构相关儿茶酚胺神经递质。能特异性结合多巴胺的适配体序列是1997年报道的57个核苷酸RNA序列。随后有研究提出，将该RNA适配体碱基替换为DNA类似物所得DNA同源序列仍保留多巴胺结合特异性。本文通过适配体修饰金电极的电化学方法比较RNA适配体...
单链 RNA 适配体已成为新型生物传感器工具。然而，适配体固定化到表面通常导致亲和力下降。为理解该分子过程，作者对已有实验数据的黄素单核苷酸（Flavin mononucleotide, FMN）适配体进行了完整模拟研究。在溶液中、连接六个胸苷（T6）以及最终固定化在己醇硫醇功能化金表面上，对黄素与其 RNA 适配体复合物进行了多次...
适配体是单链DNA或RNA寡核苷酸，能以极高亲和力和特异性结合靶标分子，常被称为“核酸抗体”。适配体通过系统进化指数富集（SELEX）这一体外定向化学进化过程获得，自1990年提出以来已应用于生物传感器、体外诊断、生物标志物发现和药物开发。本文概述用于体内应用的RNA适配体快速鉴定的SELEX关键步骤，重点提供基于原始体外SELEX...
目前，基于RNA适配体的小分子生物传感器报道较少，主要原因在于RNA在生物环境中核酸酶抗性较弱。本研究开发了一种基于RNA适配体的金纳米颗粒（AuNP）传感器，用于牛奶中新霉素B（Neomycin B）的荧光检测。该传感器将识别新霉素B的RNA适配体分割为两段：一段NEO1通过polyA尾快速吸附于AuNP表面，另一段NEO2在5′...