微生物生物合成已被广泛用于利用可再生原料生产大宗化学品。本研究将代谢物生物传感器整合到理性设计的大肠杆菌（E. coli）共培养体系中，以葡萄糖为碳源实现酚（phenol）的高效生物合成。具体地，首先构建两组 E. coli–E. coli 共培养，分别承载经 4-羟基苯甲酸（4-hydroxybenzoate, 4HB）和酪氨酸（...
本研究通过水热法以柠檬酸和尿素为碳源和氮源合成氮掺杂碳量子点（NCQDs）。TEM显示其近球形、平均粒径约1.5 nm，并具有良好的热稳定性和光学稳定性；FTIR、紫外-可见吸收和荧光光谱进一步证实其表面富含羧基且荧光发射峰位于约400 nm。随后采用EDC/NHS化学活化NCQDs表面羧基，并用BSA封闭非特异性位点，将扁豆β-半...
生物传感器和芯片实验室等新技术正在降低生物细胞检测与表征的时间和成本，但单细胞或极低浓度细菌的检测仍面临信号变化过小、难以识别的挑战。本文提出在具有共面电极的生物传感器连接走线上引入绝缘层，以改进此前开发的阻抗谱生物传感器。作者采用阻抗谱技术，分析绝缘层对截止频率和归一化阻抗变化的影响，并结合电路模型、有限元仿真与实验验证。结果表明...
全细胞生物传感器因稳健、环保且成本低而受到关注，但多数传感器使用天然野生型启动子，常存在背景噪声高、灵敏度低的问题。本研究通过设计启动子的核心元件，即RNA聚合酶结合位点和转录因子结合位点，提高全细胞生物传感器电路的信噪比。以概念验证为目的，作者对大肠杆菌K-12基因组中的亚砷酸盐调控启动子进行改造，通过平衡ArsR结合位点（ABS...
多个相关蛋白-辅因子相互作用在同一生物检测中的信号响应，可显著增强对肿瘤免疫过程、慢性炎症和氧化应激等病理分子机制的研究能力。本文开发了一种基于肽的多重生物检测方法，并用于研究氧化应激下铁蛋白、p53和血红素之间的相互作用。在恶性乳腺癌细胞系中观察到，氧化应激可触发血红素与铁蛋白共同转位入核，使铁蛋白与p53发生直接分子接触，并将血...
受碳纳米点(CDs)和支化聚乙烯亚胺(BPEI)对三(联吡啶)钌(II) Ru(bpy)3^2+ 电化学发光(ECL)的共反应活性启发，作者通过共价连接BPEI包覆碳点(BCDs)与三(4,4′-二羧酸-2,2′-联吡啶)氯化钌(II) Ru(dcbpy)3^2+，制备了高发光、自增强ECL纳米杂化体Ru-BCDs。形貌与组成表征表...
基于生物传感器的无PCR、无酶核酸放大和可再生表面超灵敏microRNA（miR）分析在癌症预后中具有重要临床意义。然而，由于miR触发的级联放大器难以控制以及传感表面再生能力不足，构建此类传感策略长期面临挑战。为此，本文首次提出一种通用方法——无酶多标签调控级联反应（MCR），用于构建可靠的痕量miR生物传感器。作为概念验证，在消...
乙酰胆碱酯酶（AChE）是水解神经递质乙酰胆碱的高效生物催化剂，在杀虫剂、神经性毒剂或其他药物抑制剂存在下可被失活，从而扰乱神经传递。若能以可控且快速的方式解除抑制机制，可改善外周胆碱能功能及整体认知与神经功能。本文提出一种简易 AChE 生物传感器，用于快速检测神经毒素。该方法采用纳米多孔金膜（NPGF）和还原氧化石墨烯-二氧化锡...
DNA磷酸化是DNA复制、修复和重组等正常细胞过程的关键事件，因此开发准确、便捷的激酶活性及其抑制检测方法具有重要意义。本文报道了一种用于T4多聚核苷酸激酶（T4 PNK）的新型电化学生物传感策略。首先将单链DNA探针固定于电极表面；在目标T4 PNK催化下，探针5'-羟基端被磷酸化，随后与氨基标记DNA探针通过特定杂交形成可连接结...
快速、准确地识别精液对男性不育诊断和个性化治疗安排至关重要，但精液样品成分复杂多样，给检测带来限制。本文提出一种比色传感器阵列，通过耦合锆基金属有机框架（Zr-MOFs）与单链DNA修饰金纳米颗粒（ssDNA-AuNPs）用于人类精液识别。由于Zr6簇与DNA磷酸骨架之间的配位作用，以及π-π堆积和氢键作用，Zr-MOFs可在单链D...
构建超灵敏电化学发光（ECL）生物传感器的关键，在于全过程维持抗体对抗原的高免疫识别能力。由于蛋白结构可能受到有毒纳米载体、过量循环电位以及共反应物中超氧自由基的破坏，抗原和抗体的生物活性会下降。本文首先验证了负电压和不同共反应物对蛋白生物活性的影响，并据此构建了一种生物相容性良好的 ECL 生物传感器用于降钙素原（PCT）检测。该...
本文提出一种基于目标触发 DNAzyme 蜘蛛的高柔性电化学检测方法，用于检测端粒酶。含 Cu2+ 依赖 DNAzyme 的 DNAzyme-端粒酶底物引物（D-TSP）既作为识别元件，又作为端粒酶引物。从 HeLa 细胞中提取的端粒酶识别 D-TSP 并延伸生成 DNA 重复序列。合成的端粒酶产物基于邻近连接检测机制，与两条 DN...
链霉素是广泛使用的氨基糖苷类抗生素，过量使用会导致其在动物源食品中残留并威胁人类健康。本研究开发了一种基于适配体的侧流层析试纸条生物传感器，用于快速、灵敏地检测链霉素。该试纸条将磁微球（MMS）的便捷磁分离、单链DNA的靶标介导链置换以及可见DNA功能化金纳米颗粒（AuNPs）探针的捕获相结合。当样品中存在链霉素时，链霉素竞争性结合...
本研究旨在开发一种用于智能包装的功能性纳米纤维素/活性炭（NAC）复合膜，并表征其生物传感相关性能。作者采用浇铸法将活性炭（AC）粉末与纳米纤维素（CNF）水凝胶混合干燥制备 NAC 膜，CNF 质量分数设为15%、30%和50%。系统测试了膜的电导率、吸水能力、水溶性、机械性能、热稳定性、水蒸气透过性、粘度及微观结构。结果表明，随...
高亲和力与高特异性抗体是治疗试剂和生物传感器材料的重要候选分子，通常可通过免疫动物后的亲和力成熟过程获得。体细胞超突变（SHM）参与该过程，但其结构基础仍不清楚。本研究解析了高亲和抗(4-羟基-3-硝基苯基)乙酰抗体 C6 的晶体结构。C6 重链第 95 位为甘氨酸（Gly95H），并含有 17 个由 SHM 引入的氨基酸替换。作者...
本文报道一种纸基三维细胞培养装置与电化学生物传感器集成系统，用于在线监测淀粉样蛋白β肽（Aβ25-35）诱导的PC12细胞损伤模型以及姜黄素（Cur）和骨髓间充质干细胞（MSC）上清保护模型中的多巴胺释放。扫描电镜和激光共聚焦显微镜表征了PC12细胞在纸基支架上的黏附与增殖，证实纸基具有良好生物相容性和类似人体微环境的三维微结构，从...
组蛋白乙酰转移酶（HAT p300）在基础研究和临床应用中备受关注，是重要的肿瘤相关标志物。本文报道了一种基于石墨烯负载金钯纳米材料（AuPd@GO）和快速响应安培 i-t 技术的敏感电化学免疫检测方法，用于检测 HAT p300 活性。该传感器以固定底物肽的金电极为识别界面，HAT p300 在乙酰辅酶 A（Ac-CoA）存在下催...
全细胞生物传感器具有简单、快速、低成本检测重金属的潜力，但基因电路构建模式对其性能的影响长期缺乏系统研究。本研究首次构建并比较了铅和汞检测的反馈耦合、非耦合和半耦合三种基本基因电路模型，探讨解耦传感电路拓扑对报告信号的影响。结果表明，非耦合模型对铅（50 nM）和汞（1 nM）具有更高灵敏度，而反馈耦合电路对汞具有更宽检测范围（10...
高灵敏度生物传感器对疾病诊断具有重要意义，当前亟需快速、可靠且低成本的检测手段。无标记等离子体生物传感器因光谱可调、响应快、可实时检测、局域电场增强强且易于组装不同纳米生物结构而具有优势。本文基于金纳米棒（AuNRs）开发了两种局域表面等离子体共振（LSPR）生物传感器构型：溶液相金纳米棒（SeP-AuNRs）和金纳米棒芯片（AuN...
本研究构建了一种结合新型无酶转换策略与分支杂交链反应（bHCR）信号放大的电化学生物传感器，用于灵敏检测 Pb2+。受霍利迪连接纳米结构启发，通过合理设计 P、S1、S2 和辅助 DNA（hD）四条 DNA 链杂交，制备了相对对称且稳定的四向连接纳米结构探针，并将其固定于 Au@Fe3O4 磁性纳米颗粒上以实现快速分离。利用该纳米探...