Label-Free MicroRNA Optical Biosensors.
微小RNA（miRNA）在基因表达调控中起关键作用，并与几乎所有疾病相关。miRNA在多种标本中保存良好，相比传统蛋白生物标志物更适合作为生物传感应用中的理想标志物。传统miRNA生物传感器通常需要荧光标记，过程复杂、耗时、费力、昂贵且灵敏度低。由于miRNA体积小、丰度低、序列相似度高，其检测仍是重大挑战。无标记生物传感器可简化检...
Aβ
谷氨酸（Glu）是神经系统中神经元通讯的关键神经递质。体内研究表明，阿尔茨海默病（AD）患者脑内 Glu 浓度降低，且与致病性淀粉样蛋白-β（Aβ）的积累相关。然而，Aβ 肽对 Glu 释放水平的影响及其介导的 Glu 波动如何启动仍不清楚。本研究制备了一种 Glu 电化学生物传感器，并原位定量监测了 Aβ1-42 损伤的海马神经元...
Rapid detection of
本研究开发了一种基于DNA的纳米传感器，用于在牛奶样品中检测肠沙门氏菌（Salmonella enterica）的stn基因。以5′-NH2标记的stn基因特异性单链DNA探针为识别元件，通过EDC/NHS交联化学将其共价固定于羧基化多壁碳纳米管/金纳米颗粒（c-MWCNT/AuNP）电极表面。采用循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法...
Structures of fibrils formed by α-synuclein hereditary disease mutant H50Q reveal new polymorphs.
α-突触核蛋白（α-synuclein, α-syn）淀粉样纤维沉积是帕金森病、路易体痴呆和多系统萎缩等突触核蛋白病的组织学标志，α-syn 遗传突变与其中两种疾病相关。为理解突变如何改变纤维结构并影响致病性，作者利用冷冻电子显微镜（cryo-EM）解析了携带 H50Q 遗传突变的 α-syn 纤维结构。结果显示，H50Q 突变形成...
Identification of novel proteolytically inactive mutations in coronavirus 3C-like protease using a combined approach.
冠状病毒（CoVs）感染人和多种动物，引起高流行且严重的疾病。3C样蛋白酶（3CLpro，又称主蛋白酶）对病毒复制至关重要，并参与病毒多蛋白切割和宿主免疫调节，是抗病毒药物开发的重要靶点。本研究以猪流行性腹泻病毒（PEDV）3CLpro为模型，鉴定影响酶活性的关键新残基。首先建立一种快速、灵敏、高效的荧光素酶生物传感器，用于在哺乳动...
Comprehensive Profiling of Diverse Genetic Reporters with Application to Whole-Cell and Cell-Free Biosensors.
全细胞与无细胞转录-翻译生物传感器因成本低、环保且易用，正成为传统检测方法的替代方案。其生物响应需转换为易检测的物理化学信号，遗传报告基因选择对性能至关重要，但以往多依赖经验试错。本文在汞离子和群体感应分子两个代表性传感器中，系统比较八种报告基因：荧光类（gfpmut3、deGFP、mCherry、mScarlet-I）、比色类（l...
Gas Biosensor Arrays Based on Single-Stranded DNA-Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes for the Detection of Volatile Organic Compound Biomarkers Released by Huanglongbing Disease-Infected Citrus Trees.
植物释放的挥发性有机化合物（VOCs）与植物代谢密切相关，可作为疾病诊断生物标志物。柑橘黄龙病（HLB）是柑橘产业的致命威胁，早期检测对移除感病树和防控疫情至关重要。气体传感器因成本低、操作简便且可微型化，适用于空气质量与有毒气体监测。本文报道了基于单链DNA（ssDNA）功能化单壁碳纳米管（SWNTs）的电学生物传感器阵列的开发、...
Switching the Ligand Specificity of the Biosensor XylS from
假单胞菌 XylS 转录激活因子在苯甲酸类效应物存在下诱导 Pm 启动子转录，间甲苯酸最有效，对甲苯酸较弱。为改变其效应物特异性，作者在 E. coli 中建立双选择系统：Pm 启动子控制 bla 和 tetR，tet 启动子控制 cat。氨苄青霉素抗性用于正选择，富集识别目标配体的 XylS 突变体；氯霉素敏感性用于负选择，排除识...
Site-Specific mRNA Cleavage for Selective and Quantitative Profiling of Alternative Splicing with Label-Free Optical Biosensors.
mRNA前体替代剪接是基因调控关键过程，通过选择性包含外显子增加蛋白质组多样性；其异常与多数癌症相关，可作为癌症生物标志物。无标记光学生物传感器是核酸高灵敏、无标记分析的理想工具，但长链mRNA异构体因复杂长程碱基配对和高级结构导致直接检测困难。为此，作者提出一种从纯化总RNA生成长度受控RNA片段的方法，便于生物传感器检测。该方法...
Development of a bioaffinity SPR immunosensor based on functionalized graphene oxide for the detection of pregnancy-associated plasma protein A2 in human plasma.
本文报道了一种基于羧基化氧化石墨烯（carboxyl-GO）的表面等离子共振（SPR）免疫传感器，用于人血浆中妊娠相关血浆蛋白A2（PAPPA2）的检测。研究提出通过共价固定与封闭策略降低人血浆中非特异性蛋白干扰。carboxyl-GO可调节等离激元共振能量、功函数和导电性，其羧基可增强与金电极间的电子传导；复合介质电场放大效应使表...
Biosensor surface functionalization by a simple photochemical immobilization of antibodies: experimental characterization by mass spectrometry and surface enhanced Raman spectroscopy.
表面功能化是生物传感的关键步骤，是有效分析物识别的基础。抗体因高特异性而成为核心生物识别元件，但现有固定策略存在取向随机、化学步骤复杂等缺点。当金为相互作用表面时，光化学固定技术（PIT）可通过色氨酸介导的二硫桥还原产生硫醇，将抗体快速、简便且有效地直立固定。本文结合质谱、表面增强拉曼光谱和 Ellman 实验，证明在 PIT 条件...
Bipedal DNA walker mediated enzyme-free exponential isothermal signal amplification for rapid detection of microRNA.
本文报道了一种由双足DNA walker介导的无酶指数等温DNA信号放大方法，并基于该策略构建了电化学发光（ECL）生物传感器，用于microRNA（miRNA）的快速高灵敏检测。该传感器以铂纳米粒子（Pt NPs）修饰的玻碳电极为基底，在电极表面构建由捕获探针（CP）、辅助探针（AP）和次级靶（ST）组成的Y junction二维...
Scent-sniffing dogs can discriminate between native Eurasian and invasive North American beavers.
物种入侵可能通过替代竞争导致本地近缘物种数量下降甚至灭绝。在欧洲，入侵的北美河狸（Castor canadensis）可能与本地欧亚河狸（C. fiber）发生竞争，但现有种群调查和物种鉴定方法成本高、耗时长。本研究在实验室中评估家犬（Canis lupus familiaris）作为保护工具，用于判断特定河狸群落中是否存在欧亚河狸...
Nanobody-based sandwich reporter system for living cell sensing influenza A virus infection.
流感疫情每年造成数百万重症和数十万死亡，现有疫苗因病毒频繁变异而保护有限，亟需快速监测流感病毒感染的实验方法。此前虽已构建携带荧光蛋白或小型荧光素酶的复制型报告病毒，但每种病毒株均需反向遗传改造，费时且不便。本研究利用流感A病毒核蛋白（NP）特异性纳米抗体，构建了一种NP依赖的报告基因转录激活模块。该模块将Gal4 DNA结合域（D...
Porous Silicon Optical Biosensors: Still a Promise or a Failure?
尽管第一篇报道多孔硅（PSi）生物传感器的文献已发表二十余年，该技术仍受到全球众多研究团队关注。本文是一篇简短综述，基于近年结果与已发表文献，系统梳理多孔硅光学生物传感器的优势与局限，旨在为博士生和青年研究者提供直接入门介绍。该主题高度跨学科，涉及材料科学、物理、光学、表面化学、医疗健康与环境监测等多个领域。多孔硅光学生物传感器的制...
Exploring Shopper's Browsing Behavior and Attention Level with an EEG Biosensor Cap.
在线购物市场快速发展，理解消费者线上浏览与决策行为对零售商和制造商具有重要意义。零售商希望消费者在网站中停留、浏览和搜索商品以促进购买，而消费者可能因时间压力或便利性考虑缩短停留时间。本研究调查时间压力下在线购物者的浏览行为与注意力持续时间，采用NeuroSky MindWave Mobile脑电图（EEG）生物传感器帽测量注意力和...
Ion concentration polarization (ICP) of proteins at silicon micropillar nanogaps.
低丰度蛋白的快速检测仍是挑战，因为检测速度受限于分析物向生物传感器检测位点的输运。本文展示了一种可规模化制备硅微柱间垂直纳米间隙的工艺，该结构可产生离子浓度极化（ICP）富集，用于快速分析物检测。与水平纳米通道相比，大规模并联的垂直纳米间隙不仅可提供相当的电动力学性能，还显著降低流体阻力，从而兼容微珠免疫检测。器件通道可利用常规光刻...
10.3389/fphar.2019.01166
生物传感器利用酶、抗体和核酸等生物组分高选择性地识别目标分析物，并将识别事件转换为可读信号。基因表达过程具有级联放大特性，可作为生物换能机制产生检测信号。近年来，高产量且低成本的无细胞蛋白合成（CFPS）系统使研究者能够直接利用从细胞中提取的转录与翻译机器，在均相反应体系中快速合成报告蛋白或报告RNA，从而构建无需活细胞、操作简便且...
Strand Displacement Strategies for Biosensor Applications.
本文综述了基于DNA链置换反应（SDR）的生物传感器策略。SDR利用Watson–Crick碱基配对的热力学差异，由底物链、启动链和输出链组成，通过toehold引导启动链入侵并置换输出链，可无酶级联并动态调控。作者系统总结了SDR在光学与电化学传感中的应用：核酸检测包括纸基toehold switch、球形核酸金纳米颗粒NanoF...
Mobile alcohol biosensors and pharmacotherapy development research.
生物传感器技术的最新进展正在改变人类酒精使用追踪方式。可穿戴生物传感器能够被动、连续、实时监测佩戴者的酒精摄入。这些传感器的重要应用之一是改进酒精使用障碍（AUD）药物在临床研究中的测试方法。基于实验室的筛选范式和临床试验均存在影响效率与预测效度的方法学问题：实验室筛选是在非代表性环境中对单次行为进行资源密集评估；临床试验则依赖受试...