糖苷酶是广泛分布于不同生物类群中、负责切割糖苷键的重要酶类。本文报道了一种细菌和真核生物第1家族糖苷酶（GH1）假想祖先蛋白的异常性质。该祖先蛋白与现代后代具有相同的TIM桶折叠，但结构中存在大范围显著增强的构象柔性；与此同时，桶状核心仍相对刚性，祖先糖苷酶活性稳定，最适温度位于嗜热第1家族糖苷酶的实验范围内。在约1400种现代糖苷...
合成生物学的实践正被整合到“多尺度”设计中，使有机与无机信息基质之间在生物、数字和赛博物理系统集成中实现双向通信。“生物信息”工程的新应用将出现在环境监测、精准农业、精准医学和下一代生物制造中。潜在发展包括用于环境监测的哨兵植物以及响应生物传感器信号的自主生物反应器。随着对生物信息理解的深入，天然和工程化生物系统都需要被重新构想为赛...
表面等离子共振（SPR）生物传感器已在药物分析、医学诊断、食品检测和环境监测等领域广泛应用，其可重复使用性被视为降低一次性传感器成本并实现生物分子快速筛选的重要方向。本文提出一种基于钴(II)-氮代三乙酸（NTA）表面化学的光纤SPR（FO-SPR）传感器表面再生方法。作者首先测试了多种再生条件，以破坏被His6标签单链抗体片段（s...
本研究提出一种基于可调螺旋聚合物基超结构——胆甾相液晶（CLC）的介电热智能玻璃（DTSG）。利用电场诱导的介电加热光学（DHO）效应，双频胆甾相液晶（DFCLC）中液晶分子偶极在交变电场中旋转并产生介电损耗热，从而改变液晶取向与光学性质。该器件由频率调制电压驱动，在低频下呈现透明平面（P）态，在高频下呈现加热平面（HP）态并可反射...
外泌体miRNA（exo-miRNAs）来源于肿瘤细胞，在肿瘤发生发展中发挥重要作用，可作为癌症诊断的潜在生物标志物。然而，高灵敏度样品前处理与分析技术不足限制了其临床应用，因此发展敏感、可靠的外泌体miRNA传感方法对医学诊断至关重要。近年来，多种生物传感器策略被提出，包括纳米材料、等温信号放大和微流控芯片等，用于外泌体miRNA...
聚二炔（PDA）是一种共轭聚合物，因生物分子结合可诱导其共轭骨架发生构象畸变，从而产生快速且显著的比色响应，被认为适合构建无标记实时比色生物传感器。然而，面向即时诊断的固态 PDA 生物传感器仍缺乏研究。本文报道了一种基于 PDA 脂质体的高灵敏固态生物传感器，并将金纳米粒子（AuNPs）引入 PDA 脂质体作为分子结合信号敏化剂。...
溶质载体（SLC）转运体是重要药物靶点，但多数筛选依赖放射性或荧光底物摄取，存在通量、生理环境和安全性限制。本研究报道基于阻抗的无标记全细胞生物传感器 xCELLigence 的新应用，通过底物诱导 G 蛋白偶联受体（GPCR）激活来研究多巴胺转运体（DAT）活性。该检测命名为 TRACT 检测，其假设是 DAT 介导的胞外多巴胺清...
本研究将家蚕 Bombyx mori 信息素结合蛋白 BmorPBP1 固定在场效应晶体管（FET）的还原氧化石墨烯（rGO）表面，构建用于气味分子的电子生物传感器。在生理 pH 条件下，该传感器对家蚕两种主要信息素 bombykol 和 bombykal 表现出良好的亲和力与特异性；在测试的其他气味物中，仅丁香酚产生较强信号，而芳...
本研究开发了一种基于液体生物传感器 BIONOTE 的内源性大麻素（eCBs）定量新方法。该装置由可浸入溶液的探头和电子接口组成，电子接口记录样品中氧化还原反应产生的电流。研究在体外分析了两种代表性 eCBs：花生四烯酰乙醇胺（AEA）和 2-花生四烯酰甘油（2-AG）。牛血清白蛋白（BSA）用于功能化探头，以提高整个分析系统的灵敏...
阿尔茨海默病（AD）是一种以脑功能进行性衰退为特征的神经退行性疾病。目前其诊断主要依赖脑脊液中的生物标志物，但腰椎穿刺取样对患者存在明显不便，因此亟需基于血液的敏感、选择性检测方法。犬尿喹啉酸（KYNA）是潜在的血液生物标志物，其水平变化与神经元损伤引发的脑内炎症过程相关。本文报道了一种用于检测KYNA的新型电化学生物免疫传感器，基...
流感病毒（H1N1）具有高度传染性，可引起咳嗽、发热和咽痛，并可能造成严重危害。为实现H1N1的精准检测，本研究提出一种由多功能DNA四路连接体（4WJ）和羧基二硫化钼（carboxyl-MoS2）杂化材料构成的电化学生物传感器。该DNA 4WJ的头部引入H1N1血凝素适配体作为识别元件，两条臂中各引入四个银离子用于信号放大，尾部引...
细胞内离子强度通过调节蛋白质活性、聚集、相分离和细胞体积等过程，影响细胞存活与增殖，并可因离子通道活性或微环境渗透压改变而变化，因此需要实时监测工具。本文开发了一种基于 NanoLuc 荧光素酶的生物发光细胞内离子强度传感策略。重组纯化蛋白实验表明，NanoLuc 生物发光在宽范围缓冲液离子强度条件下具有离子强度依赖性；高离子强度下...
室内甲醛检测对保护人体健康具有重要意义。本文报道了一种用于气态甲醛的肉眼读取自供电电化学生物传感器（SPEB）。该传感器基于甲醛脱氢酶（FDH）/聚亚甲基蓝（PMG）/碳纳米管纸（BP）生物阳极的高效催化活性和普鲁士蓝（PB）阴极的优异电致变色性质，采用平面构型，并以聚乙烯醇（PVA）凝胶电解质覆盖。PVA凝胶具有足够大的横向内阻，...
人为污染，尤其是多环芳烃（PAHs）对土壤毒性和抗生素抗性基因（ARGs）传播的影响备受关注。本研究采集俄罗斯罗斯托夫州西南部受人为压力影响的20个土壤样品，包括技术污染地、城市固体废物（MSW）填埋场和农村定居点周边。利用全细胞细菌生物发光生物传感器评估样品综合毒性、基因毒性和氧化应激，并通过HPLC测定13种PAHs，PCR检测...
为理解动物行为与潜在神经回路之间的关联，需要在自由移动动物脑内实时监测并记录神经递质传递。随着基于基因编码生物传感器（genetically encoded biosensors）的光纤光度法（fiber photometry）以及新型电化学生物传感器的发展，研究者能够以较高的时空分辨率测量特定细胞类型或特定神经递质的关键神经传递事...
尽管嘌呤能信号作为化学通讯机制已被广泛接受，实时测量细胞外ATP和腺苷浓度仍具有重要意义。本综述总结了为何仍需进行此类测量、它们如何提供额外机制洞察，并概述了当前可用于在空间上定位实时测量ATP和腺苷的技术。为说明直接实时测量的影响，作者探讨了延髓和下丘脑中的CO2与营养感知。在这两个例子中，感知均涉及胶质细胞通过半通道释放ATP。...
全细胞生物传感器可用于监测公共卫生与生态系统中的重金属毒性，但其开发长期受灵敏度与特异性之间内在权衡的限制。本文通过重新编程大肠杆菌的金属转运系统，构建了一种对致癌镉离子具有高灵敏度、高特异性和高响应能力的生物传感器。作者遗传改造大肠杆菌，使其富集胞内镉离子并减少干扰金属物种；随后从 GenBank 数据库筛选16个镉感应转录因子，...
沙门氏菌是引起食源性疾病的主要病原菌之一，可在食品生产、加工、流通和销售的多个环节进入食品链，对公共卫生构成严重威胁。由于传统平板计数和实时聚合酶链反应方法耗时长、操作繁琐，现场和在线快速检测亟需新方法。生物传感器在灵敏度、特异性、准确性、快速响应和潜在便携性方面优于传统实验室检测，被认为是沙门氏菌现场快速检测的有前景工具。本文系统...
酶是最常用的生物传感元件，对生物传感器性能影响显著。按需喷墨打印(DOD)因非接触、低浪费、快速沉积被广泛用于生物传感器制造。然而，从压力波传播机制研究打印参数对酶活性影响的研究较少。本研究以丙酮酸氧化酶为模型酶，从波叠加、波幅、机械应力和蛋白构象变化等方面研究压力波传播对酶活性的影响。发现喷墨打印过程中机械应力提高了丙酮酸氧化酶活...
端粒酶检测对监测细胞癌变具有重要意义。传统方法通常依赖端粒酶对其引物的延伸来实现信号转导。本文开发了一种基于分步识别的特异性、可靠检测策略，用于金属离子与酶的串联检测。首先合成了电活性金属有机框架MIL-101(Fe)，其与捕获DNA（cDNA）修饰后可在磷酸盐缓冲液中直接作为信号报告物。当加入锌离子作为辅因子时，电极上修饰的发夹D...