SARS-CoV-2 的全球快速传播对公共卫生提出严峻挑战，亟需快速、准确且可便携的即时诊断方法。本研究将逆转录环介导等温扩增（RT-LAMP）的核酸扩增能力与褶皱石墨烯场效应晶体管（cgFET）的高灵敏度终点电学检测相结合，开发了一种便携式 SARS-CoV-2 检测单元。该电学检测方法利用石墨烯通过非共价 π–π 作用吸附单链 ...
组蛋白甲基化在染色质重塑和基因组调控中起关键作用，但缺乏能在活细胞中以高时空分辨率可视化这些组蛋白修饰的工具。我们开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的生物传感器，并将其整合到核小体中，用于监测活细胞中H3K27三甲基化（H3K27me3）。我们还发现，通过调节传感器内部连接肽可显著提高FRET生物传感器性能。改进后的传感器可...
D-2-羟基戊二酸（D-2-HG）是参与多种生理代谢过程的代谢物。当异柠檬酸脱氢酶或D-2-HG脱氢酶发生突变导致其异常积累时，D-2-HG具有促癌作用，因此被视为多种癌症的治疗靶点和生物标志物。本研究从Achromobacter denitrificans NBRC 15125中鉴定出别构转录调控因子DhdR，发现其负调控D-2-...
本研究构建了一种新型电化学生物传感器，用于DNA中N6-甲基腺嘌呤（m6A）的超灵敏、位点特异性检测。该策略整合双重受阻复制与核酸功能化亚甲基蓝（MB）@Zr-MOF。利用m6A对DNA合成的阻碍以及AgI介导的错配复制，当Klenow片段DNA聚合酶遇到m6A位点时，捕获探针延伸终止，从而特异性区分m6A位点与天然腺嘌呤位点。同时...
为维持健康代谢状态，维生素D主要以25-羟基维生素D3（25(OH)D3）形式储存，对骨骼强化和钙稳态重要，因此需要检测血清水平。现有25(OH)D3定量方法成本较高，亟需低成本、高灵敏检测方法。本研究利用适配体和氧化石墨烯（GO）开发了一种经济且敏感的传感器。适配体为对靶标敏感的寡核苷酸，GO二维纳米片提供优异淬灭表面。5'端荧光...
L-乳酸传统上被视为葡萄糖代谢废物，现被认为是哺乳动物细胞间重要的能量货币。为研究细胞外 L-乳酸的转运与功能，作者报道了一种强度型绿色荧光基因编码生物传感器 eLACCO1.1。该传感器以嗜热菌 Thermus thermophilis TTHA0766 L-乳酸结合周质蛋白为识别域，将环状置换绿色荧光蛋白 cpGFP 插入其构象...
多巴胺（DA）和去甲肾上腺素（NE）是调节多种脑功能的关键神经调质，常协同作用。由于缺乏高选择性观察其时空动态的技术，解析二者关系困难。尽管已开发检测 DA 的遗传编码荧光生物传感器，但其选择性不足，难以区分 DA 与 NE。本文报道了一种红色荧光遗传编码 GPCR 激活报告器 R-GenGAR-DA，用于检测 DA。具体而言，将环...
生物传感器的微型化对感染控制中的即时诊断具有重要意义。电化学生物传感器在成本、一次性使用、便携性和灵敏度方面具有优势。本文报道了一种与棉纤维结合的微型电化学免疫传感器，用于检测中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）。利用棉纤维的吸液能力，鼻拭子和唾液样品可被采集并直接转移到免疫传感器表面，实现单一工具完成采样与检测。该免疫传感器...
血管内皮生长因子165（VEGF165）是血管生成的重要调节因子，已作为癌症、类风湿关节炎、支气管哮喘和糖尿病眼病等疾病的血清生物标志物。本研究开发了一种基于组装G-四链体和硫黄素T（ThT）的荧光适配体传感器用于检测VEGF165。首先，在抗VEGF165适配体两端组装富含G的DNA片段，使其由B-DNA构象转变为G-四链体结构适...
牛布鲁氏菌（Brucella abortus）是引起牛流产和不孕的重要人畜共患病原。传统分离鉴定耗时长且存在生物安全风险，PCR和免疫学方法虽可快速检测，但依赖热循环仪或特异性抗体，难以在基层实验室推广。本研究建立了一种将环介导等温扩增（LAMP）与基于标记型聚合物纳米颗粒的侧流层析免疫分析生物传感器（LFIA）联用的B. abor...
本文是《植物科学前沿》“根际时空组织”专题的编辑评论。根际是植物根系与土壤之间的界面，其形成会改变土壤性质、养分与水分分布及生物地球化学循环，并选择独特的微生物和无脊椎动物群落。植物、土壤与生物群之间的动态反馈控制根际形成。专题六篇文章从空间和时间角度阐述根际过程：玉米根影响根际水力性质和容重，根际容重与黏液浓度梯度可减轻干旱水分胁...
ABL1 酪氨酸激酶通路异常激活在 BCR-ABL1 样急性淋巴细胞白血病中具有重要致病作用，酪氨酸激酶抑制剂可为常规化疗反应不佳的患者提供治疗选择。本研究报道一种新型肽生物传感器（PABL）-ELISA 方法，用于在体外检测四种不同遗传背景的永生化白血病细胞系中的 ABL1 活性。PABL 序列包含 ABL1 酪氨酸磷酸化位点和提...
微流控浓度梯度发生器是分析/生物分析系统自动校准的有效工具，但可重复使用且经数学表征的梯度发生器研究不足。本文开发了一种基于三步串联稀释的微流控器件，可产生染料和生物分子的非线性浓度梯度。该器件经数学与统计描述，适用于可重复的分析与生物分析。实验测试表明，不同染料具有相同的梯度浓度轮廓，牛血清白蛋白（BSA）在95%置信区间内具有统...
循环信号放大技术已被广泛用于核酸、蛋白、酶、三磷酸腺苷(ATP)、金属离子、外泌体等重要生物分子的超灵敏检测。由于这些生物分子在复杂生物样品中含量低，传统检测方法难以满足快速、简便的疾病诊断与监测需求。基于循环信号放大技术的荧光生物传感器因操作简便、成本低、时间短、灵敏度高和特异性好而成为研究热点。本文系统介绍了滚环扩增(RCA)、...
基于转录因子的全细胞生物传感器因简单、低成本和环保，正成为传统分析方法的重要替代。本研究利用基因工程在Cupriavidus metallidurans CH34中开发金离子全细胞生物传感器：CupR转录因子与金离子相互作用后激活启动子，驱动报告基因表达并产生输出信号。通过改变启动子序列，可显著提高菌株的金离子特异性。工程菌株检测灵...
本研究开发了一种用于检测新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的电化学方法。该生物传感器基于 SARS-CoV-2 刺突蛋白（S-protein）介导的感染机制，分别利用宿主受体血管紧张素转换酶 2（ACE2）和 CD147 与 S 蛋白的结合事件。在商用金丝网印刷电极（AuSPE）上，通过 EDC/NHS 偶联固定 ACE2 或 C...
囊虫病是由猪带绦虫幼虫在猪和人中引起的被忽视热带病，目前猪囊尾蚴诊断困难，传统病理检测难以满足需求。本研究建立了一种基于上转换荧光纳米颗粒（UCP）技术的侧流层析（UPT-LF）检测方法，用于检测猪囊尾蚴（Cysticercus cellulosae）。将UCP颗粒与TSOL18和GP50两种抗原偶联，样品中的特异性抗体被捕获后，U...
光学生物传感正被积极研究，用于在体外和体内微创监测关键生物标志物。然而，常规台式仪器通常不便携，也不适合高通量、实时分析。本文提出一种灵活的多通道仪器，用于测量发光生物传感器材料产生的发射强度与寿命值。文章详细描述了光电硬件和控制软件设计，构建了一个可由用户配置的系统，能够根据不同应用进行定制或复制。该系统包含多个可独立配置的读取头...
开发高性能荧光生物传感器以成像细胞内microRNA对癌症医学具有重要意义。熵驱动反应辅助信号放大策略因无需酶和发夹DNA探针而具有巨大潜力，但仍存在生物稳定性差、细胞摄取效率低和准确性不足等问题。为此，本文提出一种光响应且金属有机框架封装的DNA四面体熵驱动放大器。首先，将直链DNA探针锚定在双DNA四面体顶点，显著增强整个传感系...
本文首次制备了ZnSe纳米盘:Ti3C2 MXene（ZnSeNDs:Ti3C2）复合材料。基于其优异的光电化学性能，并结合无酶toehold介导链置换反应，构建了用于检测非小细胞肺癌生物标志物ctDNA KRAS G12D的光电化学生物传感器。ZnSe纳米盘通过两步水热法在Ti3C2 MXene表面原位生长；MXene的高导电性和...