尽管基于光学技术的即时检测（Point-of-Care, PoC）设备发展迅速，但其在研究实验室之外应用时仍面临明显困难。本文旨在评估光学PoC设备从科研成果向市场转化的程度，提出一种将科学论文与已注册专利相关联的方法。作者以“biosensor”“optic”和“device”为关键词，检索2015—2020年Web of Sci...
糖聚合物材料已成为一类重要的生物聚合物，因其潜在应用而受到科学界关注。近年来，它们被视为独特的合成生物材料，并用于直接治疗、医用粘合剂、药物/基因递送系统和生物传感应用。因此，理解糖聚合物基材料研究的最新进展对下一阶段生物材料研究至关重要。本综述讨论了糖聚合物基材料最常用的合成方法、基于结构-功能相互作用的性质，以及这些材料在生物传...
感染是全球重大公共卫生问题，也是全球过早死亡的主要原因之一。现代医学面临的最具挑战性目标之一，是及时、准确地进行感染性疾病的实验室诊断。作为及时启动并成功治疗的关键因素，实验室诊断有望降低疾病发病率，并防止危险流行病的暴发和传播。传统感染性疾病实验室诊断方法耗时费力，需要昂贵设备和专业人员，限制了其在资源有限条件下的应用。过去六十年...
糖聚合物是一类在聚合物主链或侧链中引入碳水化合物基团的重要生物材料。除用于研究糖聚合物与凝集素-碳水化合物相互作用外，糖聚合物近年来也被用作新型合成生物材料，用于直接治疗、医用黏合剂和生物传感器。因此，全面理解糖聚合物研究的新进展对下一代生物材料研究至关重要。本综述重点介绍常用的糖聚合物合成方法及其生物医学应用。糖聚合物可通过现代聚...
近年来，稳定并结晶 GPCR 的创新方法推动了 GPCR 晶体结构解析，并使纯化受体可用于生物物理和生化配体结合实验。然而，为适配这些技术，蛋白优化过程漫长，需要反复表达、溶解、纯化和功能分析数十至数百个蛋白变体。本文报道一种新颖且通用的方法，在 HEK293 细胞产生的病毒样颗粒（VLP）中平行筛选数百个 GPCR 变体的蛋白产量...
本研究基于适配体二级结构及其与铜的结合亲和力，预测了适配体中潜在的铜结合位点。在通过 SELEX 筛选并检测的 4 个适配体（Cu-A1 至 Cu-A4）中，Cu-A2 对铜的结合亲和力最高，其 KD 值最低，为 1.83×10−11 M。为验证铜是否结合于预测区域，作者采用突变和缺失分析对结合亲和力进行实验验证，结果表明高 G–C...
本研究旨在通过层-by-layer（LBL）组装混合两种带相反电荷的多糖，理解并实现低污损表面。以二乙氨基乙基葡聚糖盐酸盐（CD）和藻酸盐（ALG）为模型体系构建 LBL 膜。采用表面等离子共振（SPR）生物传感器定量测量 LBL 构建过程中带电大分子的吸附行为，并原位实时测量每一沉积双层的蛋白吸附行为。结果表明，随着 LBL 膜在...
本研究旨在利用侧链含邻苯二酚（D）、聚乙二醇寡聚物（O）和全氟烷基（F）基团且比例可调的丙烯酸三聚合物（DOF）开发通用低生物污损聚合物涂层。该类聚合物可在几乎任何表面形成牢固涂层，并发生表面微相分离与自组装；全氟烷基侧链在表面富集，涂层形貌从不规则实心畴变为不同尺寸的离散火山口状聚集体。以牛血清白蛋白（BSA）和纤维蛋白原（Fib...
乙酰胆碱结合蛋白（AChBP）的 X 射线晶体结构显示，经典烟碱类配体结合口袋存在两种可能的延伸：一种尺寸有限，另一种沿亚基界面裂隙显著延伸。为在功能性烟碱乙酰胆碱受体（nAChR）中探测这些潜在延伸，作者合成了 3-(二甲氨基)丁基二甲氨基甲酸酯（DMABC）和 1-(吡啶-3-基)-1,4-二氮杂环庚烷的延长类似物，并在神经元异...
本研究提出一种基于定制 DNA 微阵列的单轮适配体先导识别方法。作者利用计算驱动的图案化 DNA 文库，在不使用已知凝血酶适配体序列信息的情况下，在 8×15k 微阵列上固定 5000 条具有增强二级结构复杂度的寡核苷酸序列，以筛选凝血酶结合适配体。实验以 Cy3 标记凝血酶与微阵列杂交，通过荧光扫描识别结合候选序列，并以 stre...
表面等离子共振（SPR）是一种无标记检测方法，在过去二十多年中已成为临床分析中用于生物分子相互作用的可靠平台。该技术可在高灵敏度下实时测量相互作用，且无需标记。本综述系统讨论了基于光学传感器的广泛应用，包括表面等离子共振（SPR）和表面等离子共振成像（SPRI）。文章总结了 SPR 与 SPRI 的基本原理，并通过生物医学、蛋白质组...
结合抗体恒定区的亲和蛋白是生物技术中重要工具。本研究通过蛋白质工程扩展免疫球蛋白结合蛋白库，提高广泛使用的金黄色葡萄球菌蛋白A来源Z domain与小鼠IgG1（mIgG1）的结合强度。针对58个氨基酸三螺旋束Z domain的7个位点进行单点或双点氨基酸替换，共构建170个变体，在大肠杆菌中表达并检测其对一组mIgG1单克隆抗体的...
Hx-酰胺是含咪唑（I）和吡咯（P）的多酰胺与Hoechst 33258的荧光杂化体，可结合特定DNA序列的小沟。本文报道HxII（5）的合成及其DNA结合研究，完成了首批Hx–I/P–I/P型Hx-酰胺（HxPP、HxIP、HxPI和HxII）的研究。DNase I足迹实验、生物传感器SPR、圆二色谱和DNA热变性研究表明，Hx-...
检测元件在生物传感器的分析物识别中起关键作用，因此需要具有高分析物特异性和结合强度的识别元件。抗体（Ab）越来越多地用作生物传感器检测元件，但其在传感器表面的固定仍是一个关键挑战。本迷你综述重点介绍近期用于在表面上固定和表征抗体的方法。首先介绍用作检测元件的抗体种类，包括免疫球蛋白G（IgG）、Fab、单链可变片段（scFv）、单域...
本研究以人免疫球蛋白G（hIgG）为目标抗原，通过噬菌体展示技术筛选能够模拟抗hIgG抗体结合能力的12-mer肽。实验采用常规与改良两种生物筛选（biopanning）方案，共进行5轮筛选；每轮包括将噬菌体展示12-mer肽库与hIgG包被磁珠孵育、洗涤未结合噬菌体、洗脱结合噬菌体，洗脱物可选择扩增富集或不经扩增直接进入下一轮。经...
转录因子等蛋白通过结合特定 DNA 序列调控决定细胞命运的生化通路，因此分析蛋白-DNA 相互作用及其作用机制至关重要。表面等离子共振（SPR）是一种无标记方法，可实时阐明生物分子相互作用的动力学。本文聚焦这一基于生物传感器的方法，系统介绍如何利用 SPR 研究蛋白与寡核苷酸的结合。文章首先描述 SPR 的物理现象及仪器实现，包括棱...
识别抗体恒定区的亲和试剂在免疫技术中具有重要价值。本研究以小鼠IgG1（单克隆抗体的主要亚型）为目标，从10^11规模的组合核糖体展示Affibody文库中筛选新型结合分子。采用三种不同小鼠IgG1单克隆抗体作为交替靶标进行四轮筛选，获得具有广泛小鼠IgG1识别能力、解离常数处于低纳摩尔至低微摩尔范围的结合分子。其中Zmab25与链...
本研究设计并合成了两类 N-连接四价糖苷，分别携带 N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）、N,N'-二乙酰壳二糖（(GlcNAc)2）和 N-乙酰乳糖胺（LacNAc），作为糖模拟物。作者采用红细胞凝集抑制试验、沉淀试验、双扩散试验以及基于表面等离子共振（SPR）的光学生物传感器，系统分析小麦胚芽凝集素（WGA）和珊瑚树凝集素（ECA...
本文以固体化学为基础，综述了生物学与材料科学在自下而上设计生物相关纳米材料方面的交叉进展，重点讨论基于金属纳米颗粒（尤其是金）的生物模拟物。作者介绍了通过简便合成方法将小分子、肽、蛋白质和碳水化合物等生物相关分子以构象有利的取向偶联到纳米颗粒表面的策略，形成稳定、安全且有效的生物分子替代品，可用于药物靶向、免疫学研究、生物传感器开发...
可靠生物传感器设计的关键在于制备可受控、可重复固定生物分子功能的薄膜，这要求在平面表面受控构建特异性结合位点。聚甲基硅氧烷-聚五氟苯基丙烯酸酯（PMSSQ-PFPA）杂化聚合物可在金、聚碳酸酯（PC）、聚四氟乙烯（PTFE）和玻璃等多种基底上形成稳定、附着良好的薄反应性涂层。将基底浸入所需胺溶液中，可在表面固定用于蛋白吸附的特异性结...