本文对基于硅/二氧化硅（Si/SiO2）、多壁碳纳米管（MWCNT）和 MXene/高k介电材料的 pH 生物场效应晶体管（BioFET）传感器进行了理论分析与比较研究。pH 的准确快速测量对临床诊断、环境监测、食品质量控制和工业过程管理具有重要意义，而传统方法在灵敏度、选择性、便携性和连续监测方面存在局限。作者分别构建了三种 Bi...
慢性伤口愈合周期长，对糖尿病、血管疾病和高血压患者影响显著。同时引流和监测伤口渗出液是高级伤口管理的关键，但现有智能敷料往往缺乏清洁与监测功能整合，或无法实现动态原位监测。本研究提出一种智能敷料，将生物相容液体二极管膜与超灵敏三维聚苯胺网格（M-PANI）pH生物传感器集成。该敷料可单向引流伤口渗出液，并动态感知伤口pH环境，在清除...
亚细胞pH变化在代谢、膜运输及治疗载体释放中起关键作用。现有pH测量多依赖pH敏感荧光团的强度变化，但强度法受传感器浓度、信噪比下降和需要参考荧光团等限制，推断pH不确定度高。本文提出将pH依赖荧光寿命成像显微镜（pHLIM）与深度学习结合，用于在单个囊泡水平准确定量活细胞亚细胞pH。作者将pH敏感荧光蛋白mApple分别融合至细胞...
本研究开发了一种基于级联i-motif的可逆电化学阻抗策略，用于pH和末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）分析。该策略利用TdT在脱氧胞苷三磷酸（dCTP）存在下催化5′-巯基DNA修饰金电极表面3′-OH末端延伸，生成足够长的富含胞嘧啶（C）DNA。中性条件下，TdT生成的C-rich DNA保持不规则单链状态；酸性条件下，部分C质子化...
溶酶体是细胞内大分子降解的关键场所，其腔内 pH 通常约为 4.5。为更准确地研究溶酶体 pH，作者设计了一种新型基因编码荧光蛋白 pH 生物传感器 FIRE-pHLy。该传感器通过溶酶体相关膜蛋白 1（LAMP1）靶向溶酶体膜，并利用单体青色荧光蛋白 1（mTFP1）作为腔侧 pH 敏感报告域，在 pH 3.5–6.0 范围内报告...
增强绿色荧光蛋白（EGFP）具有强而天然的荧光，在生物医学研究中广泛用作生物标志物，但作为生物传感器时，其结构和在不利环境中的行为认识不足。本研究利用三维荧光光谱、圆二色（CD）和小角X射线散射（SAXS）系统评估不同 pH 下 EGFP 的荧光活性与结构变化，并重点考察 pH 诱导荧光猝灭的可逆性，以期为开发生物相容的 pH 生物...
精确测量受体周围局部pH对于阐明疾病表型中局部酸化如何导致受体功能异常至关重要，但现有pH传感器难以定位并靶向特定受体分子。本文报道了一种重组蛋白pH传感器Litmus-body，其将抗IgG纳米抗体TP1107与pH敏感绿色荧光蛋白cfSEP及长Stokes位移红色荧光蛋白mCyRFP1融合，可搭载IgG抗体靶向细胞表面特定蛋白。...
本文合成并表征了基于2-(6-甲氧基萘-2-基)-3,3-二甲基-3H-吲哚的新型pH探针。这些化合物对酸性pH表现出优异的“关-开”荧光响应，尤其在双光子（TP）激发条件下，对H+具有强选择性和敏感性。其荧光量子产率超过35%，双光子吸收截面约60 GM，并在酸性条件下具有良好抗光降解能力。该分子骨架具有良好合成可塑性，可通过轻微...
磷脂酰肌醇、二酰甘油焦磷酸、神经酰胺-1-磷酸和磷脂酸是一类含有磷酸单酯头基的膜信号脂质，其头基pKa位于生理范围。磷脂酸的磷酸单酯头基可随胞内pH改变质子化状态，从而调节效应蛋白结合，使其成为pH生物传感器。本文证明，在酿酒酵母反式高尔基体网络（TGN）中，pleckstrin homology（PH）域与磷脂酰肌醇4-磷酸（PI...
序列识别与构象多态性使DNA成为构建纳米器件的重要工具。DNA相关纳米器件基于构象开关原理，可受DNA/RNA序列、pH或温度变化、酶或配体相互作用等因素调控。因此，控制DNA构象变化以获得所需功能，对发展用于基因筛查和分子诊断的DNA杂交生物传感器具有重要意义。为探索富胞嘧啶DNA寡核苷酸随pH变化的构象开关能力及其作为生物传感器...
恶性高热（malignant hyperthermia, MH）是一种骨骼肌代谢药理学遗传病，表现为全身肌肉强直、体温升高、横纹肌溶解和严重代谢性酸中毒，其机制涉及骨骼肌肌管中ryanodine受体1（RyR1）介导的钙离子（Ca2+）过度释放。由于RyR1也表达于B淋巴细胞，本研究检测恶性高热易感（MHS）个体原生B淋巴细胞的细胞...
本文报道了一种由吡唑啉衍生物（PYZ）和多柔比星（DOX）组成的 pH 驱动 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器，并用于 HepG2 活细胞生物成像。PYZ 作为荧光供体，DOX 作为荧光受体；在中性 pH 下 PYZ 在 375 nm 激发下产生弱绿色发射（约 485 nm），加入 DOX 后发生 FRET。随着 ...
蛋白质对脂质的识别对于许多信号通路中蛋白质的靶向定位和功能激活至关重要，但调控这类蛋白-脂质相互作用的机制在很大程度上仍不清楚。本研究发现，蛋白质与广泛存在的信号脂质磷脂酸（PA）的结合不仅取决于PA的浓度，还强烈依赖于胞内pH以及PA磷酸头基的质子化状态。在酿酒酵母中，葡萄糖饥饿会迅速引起胞内pH下降，这种pH变化调控PA与转录因...
人浓缩型核苷转运体 hCNT3 可介导 Na+/核苷和 H+/核苷共转运。本文报道一种在培养哺乳动物细胞中监测 H+/尿苷共转运的新方法，并开发、表征了 pH 敏感单体红色荧光蛋白变体 mNectarine。将 mNectarine 融合至 hCNT3 N 端形成 mNect.hCNT3，可在 hCNT3 胞内表面测量 pH。在表达...