DNAzyme–纳米材料生物偶联物因兼具催化识别与纳米材料的光、电、催化特性，已成为生物成像、生物传感器开发、癌症治疗和药物递送等领域的研究热点。本文系统总结了将DNAzyme与金属–有机框架（MOFs）、金纳米颗粒（AuNPs）、氧化石墨烯（GO）和二硫化钼（MoS2）等无机/有机纳米材料组装的主要策略，包括包埋、共价偶联、吸附、...
本文报道了一种用于生物医学应用的超宽带（UWB）低噪声级联放大器（LNA）设计。该结构采用电感最小化技术，在降低 LNA 芯片面积的同时保持低功耗、低噪声、高稳定性、良好线性度和增益。作者从理论上分析了所提技术，并基于 0.18 µm CMOS 工艺进行优化与仿真验证。所设计 LNA 在 1–5 GHz 频段内实现约 17.5 dB...
碱性磷酸酶（ALP）是口腔癌、牙周炎等疾病早期检测的重要生物标志物，唾液 ALP 的多色检测对即时诊断具有理想价值，但数十纳米波长范围内的光谱响应难以实现。本文报道了一种基于银包覆金双锥纳米颗粒（AuNBPs）的 ALP 比色生物传感器。该传感器利用 ALP 将葡萄糖磷酸脱磷酸生成葡萄糖，葡萄糖进一步诱导 Ag 纳米壳在 AuNBP...
正链 RNA 病毒在与重排的内质网来源双膜囊泡（DMV）密切关联处复制 RNA。尽管病毒 DMV 与自噬体结构相似，本文发现常规巨自噬并非丙型肝炎病毒（HCV）和严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV-2）复制所必需。作者利用 CRISPR-Cas9 敲除 ATG5 和 ATG16L1，发现两种病毒复制不受显著影响。相反，...
本文报道了一种基于金纳米三角形（Au NT）图案化结构表面等离子耦合效应的偏振分辨电化学发光（ECL）生物传感器。作者采用乙醇辅助溶剂热法合成二硫化锡量子点（SnS2 QDs）作为 ECL 发射体，其 ECL 发射峰位于 600 nm。Au NT 同时具有局域表面等离子共振（LSPR）电磁增强效应和尖端放大效应，三个尖锐顶点形成显著...
己烯雌酚（DES）是一种内分泌干扰物，与人类严重健康问题相关。本文设计了一种可再生柔性上转换-荧光生物传感器，用于食品和环境中 DES 的检测。作者合成了氨基功能化上转换纳米颗粒（UCNPs），并将其固定在经氨基化处理的柔性聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底表面，随后修饰互补 DNA 和 dabcyl 标记的 DES 适配体。以 UCN...
合成生物学有望变革多种疾病的细胞与基因治疗。目前，针对真核和原核细胞的成熟工具已可用于工程化细胞，使其能够选择性响应一种或多种疾病相关信号并产生治疗效应，从而避免正常组织受到潜在细胞毒性影响。本报告总结了2021年5月3日至4日举行的Keystone线上研讨会“合成生物学：遗传工程与人类治疗的十字路口”。鉴于多项基于合成生物学设计的...
生物传感器因高灵敏度被广泛用于食品、环境和医学检测，但丝网印刷、微加工和3D打印等现有制造方法存在流程复杂、依赖洁净室和材料受限等问题。本文提出一种活字生物电子印刷技术，通过预制模具将生物电子材料直接转移到不同基底上，实现刚性或柔性基底上部分或完整电路的按需印刷。该方法简单、低成本且稳健，可在电极制备后无需复杂修饰，直接将酶等生物活...
在趋化运动中，中性粒细胞利用细胞表面G蛋白偶联受体（GPCR）感知趋化因子梯度。下游信号网络通过多重反馈环路放大微弱输入，并促进细胞前/后极性分离。正反馈可能加速信号扩散，但受体信息却以高空间保真度传递，使细胞能分辨跨膜微小浓度差。信号网络如何在放大信号的同时保留空间信息仍不清楚。Cdc42是细胞前极性协调因子，其活性不对称可预测细...
多能干细胞分化时会发生线粒体代谢转变，但机制不清。我们假设人诱导多能干细胞（hiPSC）向血管内皮细胞分化时，线粒体先经历线粒体自噬，再由新生线粒体生物发生补充，以适应分化细胞代谢需求。利用共聚焦显微镜对分化中的 hiPSC 进行活细胞成像，发现分化早期出现线粒体自噬高峰，随后线粒体生物发生增加，后者由 MitoTimer 评估。分...
溶质结合蛋白（SBP）在配体结合亲和力、热稳定性与构象变化之间形成平衡，可用于小分子运输、传感与趋化。尽管SBP的配体诱导构象变化使其适合作为生物传感器元件，但对其进行蛋白质工程改造难度较大。本研究通过理性设计与计算设计，将一种D-丙氨酸特异性SBP改造为对信号分子D-丝氨酸具有选择性的荧光传感器D-serFS。该传感器通过结合位点...
本文报道了一种基于太赫兹发射技术的适配体生物传感器，用于快速高灵敏检测小分子微囊藻毒素-LR（MC-LR）。该传感器核心为太赫兹化学显微镜（TCM）传感板，由蓝宝石衬底上的薄硅层及其表面天然二氧化硅层构成。DBCO标记的DNA适配体通过一步点击化学与硅烷化表面的叠氮基团共价连接，密度泛函理论估算表面活性位点约为3.8×10^13 c...
微流控装置结合荧光显微镜可高分辨、高内容地研究出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）单细胞形态、行为及复制衰老动态过程，但海量图像使复制寿命（RLS）判定费时费力。为克服该限制并实现无标记 RLS 检测，作者将电化学阻抗谱（EIS）引入微流控微电极，用于监测出芽酵母生长与分裂。本文提出一种集成 EIS 生物传感...
本文综述了用于细胞内钙离子（Ca2+）流成像的生物发光基因编码钙指示剂（GECI）研究进展，并介绍一种新的基于强度型生物发光的钙传感器 CalBiT。与荧光 GECI 相比，生物发光 GECI 无需激发光，可避免组织自发荧光、光毒性、光漂白和光谱串扰，具有较高信噪比，适合活细胞及潜在深组织成像。现有 GECI 包括基于水母荧光素酶 ...
谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）是重要的重组蛋白分泌平台。作者利用此前建立的基于增强型黄色荧光蛋白（eYFP）的全细胞报告菌株，通过监测 Sec 依赖蛋白分泌引发的分泌应激，定量评估异源角质酶（cutinase）的分泌。实验中分别采用表现较弱的 PelSP 和较强的 NprESP 信号肽驱动 cu...
监测人体健康状况以早期发现疾病或健康异常对维持健康至关重要。传感器通过特定换能方法监测分析物性质，用于定性或定量测定。实时生物传感器包含生物识别受体（抗体、酶、核酸或全细胞）和换能器，将生物结合事件转换为可检测信号，指示分析物存在与浓度，可灵敏检测超痕量生物医学分析物。在纳米生物传感器中，纳米颗粒通过附着于适当修饰平台引入设计。金属...
过去几十年，生物传感器已逐步发展为用于人类疾病快速检测与监测的重要工具。近年来，功能核酸（FNA）生物传感器因具有高稳定性、强特异性以及在生物医学应用中取得的显著进展而受到广泛关注。然而，目前仍缺乏对其工作原理、分类和应用进行系统全面总结的报道。本综述主要介绍将功能核酸与不同信号输出模式相结合的生物传感器功能模式，并阐述FNA生物传...
作者开发了简便的体外系统，用于检测维生素D受体（VDR）亲和力和CYP24A1介导的代谢，作为评估维生素D衍生物的两种方法。具有较高VDR亲和力且抵抗CYP24A1代谢的维生素D衍生物可能成为良好治疗药物，该系统可有效筛选具有这些有用性质的衍生物。作者还开发了包括Cyp27b1基因缺陷大鼠（I型佝偻病模型）、Vdr基因缺陷大鼠（II...
本文是《Scientific Reports》原论文的出版更正，更正内容为图4图例误用了图5图例。原论文报道了一种无标记光纤球尖生物传感器，用于皮摩尔水平检测 CD44 蛋白。该传感器以光纤球尖作为光学换能端，表面依次使用 3-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）、11-巯基十一烷酸（MUA）以及 EDC/NHS 进行化学修饰，以构建...
鲑鱼里氏杆菌（Piscirickettsia salmonis）是智利鲑鱼养殖中鱼鲑里氏病的主要病原。许多细菌通过产生 N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）作为群体感应（QS）信号分子，以细胞密度依赖方式调节基因表达，从而调控生理特性及多种细菌机制。本研究将荧光生物传感器系统与气相色谱-质谱（GC/MS）相结合，用于检测 P. salm...