遗传编码 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器是实时感知细胞内信号转导时空动态的关键工具。随着对多条信号通路串扰研究的深入，FRET 生物传感器需要进一步优化，以便在单细胞中同时监测多种生化活性，并在传感器丰度较低时仍能检测其激活。本文报道了第二代 Aurora 激酶 A（AURKA）FRET 生物传感器的开发。首先，...
多黏菌素耐药基因 mcr-1 在肠杆菌科中的快速传播严重威胁重症感染治疗。本研究建立多重交叉置换扩增（MCDA）联用金纳米颗粒侧流层析生物传感器（LFB）的 MCDA-LFB 方法，用于快速、简便、特异、灵敏地检测 mcr-1 基因。扩增阶段在 63°C 等温条件下仅需 30 min，产物直接由 LFB 识别，2 min 内获得结果...
脂肪酸衍生物在化学构建块到生物燃料等工业领域应用广泛。由于脂肪酸代谢高度动态，难以通过理性方法鉴定调节脂肪酸酰-CoA水平的基因。代谢物生物传感器可用于在体内以高通量方式筛选大规模基因库。本文在酿酒酵母中建立了基于大肠杆菌转录因子 FadR 的脂肪酸酰-CoA传感器，并与基因过表达库结合，筛选提高脂肪酸酰-CoA池的基因。经流式细胞...
本文报道了一种用于DNA检测的超灵敏新型平台，将DNA模板银纳米颗粒（AgNPs）与电化学原子转移自由基聚合（eATRP）信号放大相结合。巯基修饰的肽核酸（PNA）探针固定于金电极表面，用于特异性捕获目标DNA（T-DNA）。Zr4+与DNA磷酸基团结合后，ATRP引发剂α-溴苯乙酸（BPAA）通过锆-磷酸-羧酸化学附着于PNA/D...
绿色荧光蛋白（GFP）经分子工程改造为稳定且折叠鲁棒的超级折叠GFP（sfGFP），显著推动了生物传感器开发和荧光标记在生物学中的应用。基于sfGFP的自组装双片段split-FP系统被广泛用于在体外监测可溶性蛋白表达，并在细胞内追踪蛋白定位与转运。近年来发展的三片段split-FP系统依赖三个GFP片段的自组装，尤其适合检测蛋白-...
本文报道了一种由自充电电池驱动的自供电电致变色器件（ECD），可同时实现电致变色窗设计、活性氧（ROS）定量传感和能量存储。该器件以电沉积普鲁士蓝（PB）膜为阴极和电致变色层，以镁（Mg）金属为阳极，电解液中含有KCl、磷酸缓冲液和少量次氯酸钠（NaClO）。由于Mg与PB之间存在较大吉布斯自由能差，连接两电极即可快速放电，使蓝色P...
利用自组装单分子层（SAM）并插入 DNA 探针的电化学 DNA 生物传感器因制备简便、可微型化和可调性而具有应用前景，但 DNA 等生物分子与不同表面之间的相互作用仍不清楚。一个基本问题是靶分子在传感器表面的扩散性质，以及这种表面扩散是否会加速分子识别过程。目前对分子相互作用、表面扩散以及固定化 DNA 探针行为的理解不足，限制了...
自然界为生命提供了核酸与氨基酸两类基本元件。受核酸可编程性启发，基于链置换反应的DNA纳米技术已得到广泛发展。与核酸相比，氨基酸因单元多样性而具有更高的可编程性和功能化潜力，但基于肽的双分子级联设计仍十分有限。本文报道了一种基于肽的链置换反应，通过在卷曲螺旋肽置换底物上引入功能域，赋予其特定生物功能。该置换底物基于成熟的Tau蛋白抑...
本文报道了一种基于共轭聚电解质P-C-3的荧光生物传感器及一种利用人工智能进行光谱形状识别以鉴定生物分子的一般方法。以结构明确的分析物为对象，作者证明P-C-3的荧光发射谱形对微小结构变化敏感，并可为不同分析物提供特征性谱形模式。研究还建立了特征选择方法，以降低计算复杂度并防止数据过拟合。结果表明，仅选择3至5个波长的归一化/相对荧...
快速可靠地检测病原菌对防控细菌性疾病至关重要。本研究提出一种基于适配体与抗生素分子双重识别的磁辅助表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器。合成适配体-Fe3O4@Au磁性纳米颗粒（AuMNPs）作为磁性SERS活化基底，用于目标菌富集；制备万古霉素-SERS标签（Au@MBA）用于病原菌敏感定量。由于Au壳层双重SERS增强以及适配...
本文提出一种基于 C60@C3N4 纳米复合材料作为淬灭剂、电沉积金纳米颗粒（depAu）修饰菲四甲酸（PTCA）作为传感平台的“信号关闭”型光电化学生物传感器，用于高灵敏检测凝血酶。PTCA 具有优异成膜性，depAu 具有良好导电性和表面等离子共振效应，两层 depAu 之间的 PTCA 在抗坏血酸（AA）电子供体辅助下可产生极...
脓毒症是由严重血源性感染引发的全身炎症反应，可进展为组织损伤、器官衰竭甚至死亡，快速诊断并区分脓毒症、重度脓毒症和脓毒性休克对降低死亡率至关重要。联合检测多种生物标志物可提高诊断准确性。作者开发了一种基于相位敏感干涉原理的新型光学即时检测（POC）设备，采用无标记微阵列构型，可高通量评估特定脓毒症标志物。传感芯片利用金属纳米结构，便...
背景：垂体腺苷酸环化酶激活肽（PACAP）1型受体（PAC1）是B类G蛋白偶联受体，是神经退行性疾病治疗靶点，但尚无PAC1特异性激动剂，现有类似物仍激活VPAC1/VPAC2。GPCR细胞信号与其胞内环（ICL）结构变化相关。作者假设源自PAC1 ICL的pepducin可作为变构配体，在识别母体受体并调节其构象后启动信号级联。方...
基质金属蛋白酶-2（MMP2）在细胞外基质重塑和癌症进展中显著升高，因此其监测具有重要价值。本研究设计了一条可被 MMP2 识别并切割的敏感多肽链，将上转换纳米粒子（UCNP）与磷化铟量子点（InP QD）连接，构建 UCNP-p@InP-cRGD 纳米复合生物传感器。该传感器在 808 nm 近红外光激发下，UCNP 产生上转换绿...
本文报道了一种用于食品安全评估的电化学生物传感平台。作者提出通过一步煅烧法，以4-吡啶硼酸同时作为硼源和氮源，制备层状堆叠的硼掺杂碳氮化物（BCN-800）超薄纳米片。杂原子掺杂的理性设计为优化碳氮化物性能提供了新途径。BCN-800具有独特的层状堆叠结构，硼原子的存在以及C-NB、B-N等功能基团可为抗体和抗原提供活性结合位点；碳...
肥厚型心肌病（HCM）是一种遗传性心肌疾病，即使无症状患者也面临心力衰竭、卒中和猝死风险。目前仅约10%–20%的受影响者得到诊断，因此临床场景外亟需有效筛查工具。光电容积脉搏波（PPG）是一种非侵入光学方法，利用集成于商用智能手表的光学传感器检测皮肤表面血容量变化。本研究从19例左室流出道梗阻性肥厚型心肌病（oHCM）患者和64名...
糖尿病是一种持续终身的慢性代谢疾病。葡萄糖和胰岛素是监测和控制该疾病的主要指标。在糖尿病的诊断和控制中，常使用多种实验室检测。其中，血糖浓度测定是主要诊断标准之一。适当控制血糖水平可延缓并更大程度地预防并发症。因此，血糖监测是糖尿病管理的必要工具。胰岛素在葡萄糖代谢中起重要作用，其测定对糖尿病的诊断和控制具有重要价值。基于不同机制已...
本研究首次报道了一种基于水凝胶触摸垫的非侵入性汗液成分提取与检测概念验证。该器件由覆盖琼脂糖水凝胶的电化学 L-乳酸生物传感器构成，凝胶中含有磷酸盐缓冲盐水（DPBS）。当人体皮肤接触琼脂糖凝胶时，汗液中的 L-乳酸可连续扩散进入凝胶，并在无严格环境控制条件下进行原位电位法检测。DPBS 提取液不仅促进汗液成分提取，还能稳定 pH ...
活性氧（ROS）是高度反应性分子，广泛存在于体内并参与细菌感染等多种疾病与炎症过程。现有技术难以准确检测并区分特定 ROS。为此，作者开发了一种电化学生物传感器，由固定在氧化铟锡（ITO）表面并经锇基化合物功能化的单壁碳纳米管（SWCNTs）构成。将该传感器整合入小鼠巨噬细胞 RAW 264.7，并用多种血清型细菌诱导免疫反应。当革...
白细胞介素-6（IL-6）等细胞因子在血液等临床体液中的低水平检测对生物医学研究和临床应用具有重要意义。本文开发了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）的侧流层析试纸条（LFA），用于IL-6的定量分析。该体系采用二氧化硅核/金壳纳米颗粒作为SERS标签，并在金壳上负载拉曼报告分子5,5'-二硫代双-2-硝基苯甲酸（DTNB），其性能...