本文综述了 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器在生物检测中的应用进展。荧光技术因灵敏度高、选择性好，已广泛用于医学诊断、食品安全和环境监测，但直接荧光信号易受 pH、温度及仪器激发/发射波动干扰，定量准确性不足。比率荧光策略通过同时记录两个波长荧光强度比值改善定量，其中 FRET 可通过单激发产生较长发射，部分克服光...
本文报道一种新型一次性电化学生物传感器，用于无PCR扩增地选择性检测番茄种子中引起番茄过敏患者严重症状的非特异性脂质转移蛋白Sola l 7。该方法通过首次设计并描述的合适RNA探针，与Sola l 7过敏原编码序列的特定片段进行夹心杂交，形成DNA/RNA杂合双链。标记采用针对杂合双链的商业抗体以及偶联辣根过氧化物酶（HRP）的次...
本文报道了一种低成本、便携且无需大型台式仪器的银离子（Ag+）生物传感器。作者设计了一类新型三维折纸微流控纸基分析装置（μPADs），并在每个装置中集成一片负载3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）的聚碳酸酯纳米多孔膜（NM）。检测时，样品中的Ag+进入膜区，触发TMB与Ag+之间的氧化还原反应，原位生成并自生长银纳米颗粒（Ag...
本文首次提出一种基于黑磷（BP）的光纤生物传感器，用于超灵敏诊断人神经元特异性烯醇化酶（NSE）癌症生物标志物。作者采用一种新型光学-纳米结构，将 BP 纳米片与大倾角光纤光栅（TFG）集成，构建 BP-TFG 器件。BP 表面以聚-L-赖氨酸（PLL）进行生物功能化，PLL 作为关键交联剂，促进生物-纳米-光子界面形成，并显著增强...
本文报道了一种快速、无标记的荧光生物传感策略，用于高灵敏检测 microRNA-122（miR-122）。该策略将 DNA 三叉连接（TWJ）驱动的链置换反应与荧光点亮银纳米簇（AgNCs）探针相结合。当目标 miR-122 存在时，其与抑制链 IS 上的互补序列杂交，使 TWJ 中被阻断的 toehold 和分支迁移域暴露，从而激...
单纯疱疹病毒（HSV）进入细胞需要病毒包膜与宿主膜融合，gD、gH/gL 和 gB 四种糖蛋白均不可或缺。启动融合时，gD 结合受体并发生构象变化，进而激活 gH/gL，最终触发融合蛋白 gB 重排导致膜融合。作者模型预测 gD 必须同时与受体和 gH/gL 相互作用以促进融合，且 gD 结构上分为结合受体和结合 gH/gL 的两个...
在发展中国家，识别清洁可饮用水仍是普遍挑战，粪便污染导致的介水疾病严重威胁公共健康。高效监测本地水源对饮水安全至关重要，但目前缺乏低成本、可靠且能快速检测污染的方法。本文开发了一种体外检测方法，利用来自冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）的气味结合蛋白 AgamOBP1，检测有害肠杆菌科细菌的特征代谢物吲哚。作者证明重组...
大多数发光金属有机框架（LMOF）传感器受限于单一传感机制，只能检测有限目标。本文报道了一种用于筛选酸性磷酸酶（ACP）活性的新型比率荧光生物传感器，其核心为双功能氨基化 MIL-101（NH2-MIL-101）MOF，同时作为荧光指示剂和仿生过氧化物酶催化剂。NH2-MIL-101 具有 456 nm 固有荧光（F456），并能催...
食源性病原微生物检测是分子诊断中的关键问题。荧光法因能检测并定量低浓度分析物而被广泛用于分子诊断，但传统荧光法需要特定光源和滤光片等复杂光学系统。为克服这些限制，作者开发了一种以逆反射Janus微粒（RJP）作为信号探针的光学传感系统。与荧光染料相比，RJP无需复杂光学系统，可用可见光且无需滤光片观察。为验证RJP可用于分子诊断，研...
本文基于分散/聚集金纳米颗粒(AuNPs)与铽基金属有机框架(Tb-MOFs)的相互作用，构建了一种通用且多功能的荧光传感平台。研究发现，分散态AuNPs可有效猝灭Tb-MOFs荧光，而聚集态AuNPs猝灭作用可忽略；猝灭机制可能涉及内滤效应(IFE)、动态猝灭效应(DQE)和荧光共振能量转移(FRET)。利用PSA适配体及其与PS...
本文报道了一种基于滚环扩增（RCA）介导钯纳米颗粒（PdNPs）原位合成的无标记电化学生物传感器，用于超灵敏检测微小RNA（miRNA-21）。传感器通过将双功能发夹探针（HP）固定于金电极表面构建。目标 miRNA-21 与 HP 特异性识别后，使 HP 茎环结构展开并暴露 RCA 引物区，进而触发 RCA 反应，产生大量富含鸟嘌...
本文报道了一种与智能手机兼容的低成本多孔硅生物传感器，其核心是将多孔硅微腔（PSiM）的结构色与光谱强度相关联。当目标分子被捕获并进入PSiM孔道时，多孔硅有效折射率发生变化，引起反射光谱位移和可见结构色变化；该变化可通过智能手机相机图像分析进行量化。系统仅需带通滤波器和3D打印盒等最少外部附件，利用手机LED闪光灯作为光源、手机相...
随着生物基产业受到关注，快速有效改良菌株的技术需求显著增加。进化工程对生物学信息依赖较低，已被用于菌株改良。近年来，合成生物学在进化工程中取得重要进展，尤其发展了用于表型扰动的合成工具；同时，发现具有调控功能的生物部件并设计新型遗传回路，也推动了高通量筛选与选择。本综述首先简述用于诱变和筛选改良变体的合成生物学工具基础，随后描述这些...
本文报道了一种基于阻抗的微流控生物传感器，用于在即食（RTE）火鸡基质中同时快速检测沙门氏菌 B 型和 D 型血清型。该传感器具有两个传感区，每个传感区由 50 对指状互指电极（IDE）阵列构成。首先制备沙门氏菌 B 型和 D 型抗体，并分别输送至对应传感区进行功能化，避免交叉污染；随后将加标沙门氏菌 B 型和 D 型的 RTE 火...
钙离子-转录偶联控制血管平滑肌细胞（VSMC）表型相关基因表达，使正常收缩型VSMC在血管损伤后转为增殖型，参与修复并促进血管重塑、动脉粥样硬化和再狭窄。本文证明，对Ca2+和HCO3−敏感的可溶性腺苷酸环化酶（sAC）将人冠状动脉平滑肌细胞（hCASMCs）中的Ca2+内流与cAMP生成及CREB磷酸化联系起来。表达FRET型cA...
过去数十年，金属纳米材料因独特理化性质在微电子、生物传感和生物医学中备受关注。DNA具有纳米尺度结构、可编程合成、金属离子配位和分子识别等特性，是制备纳米材料的理想模板。近年来，DNA模板铜纳米粒子（DNA-CuNPs）因制备简单快速、效率高、具有约270 nm的大Stokes位移且生物毒性较低，自2010年起被广泛用于生化传感，尤...
尽管癌症研究取得进展，癌症仍是全球主要死因之一。白介素-6（IL-6）是一种多功能细胞因子，其过表达与肿瘤生长、转移和治疗抵抗密切相关。本文报道了一种基于玻璃碳电极（GCE）的电化学阻抗适配体传感器，用于无标记、选择性定量检测 IL-6。传感器表面依次修饰对氨基苯甲酸（pABA）、对氨基硫酚（pATP）和金纳米颗粒（AuNPs），并...
本文针对细胞内端粒酶活性原位高灵敏检测的难题，构建了一种基于单个斑块状金/碳纳米球（PG/CNS）的荧光生物传感平台。该平台将纳米flare与杂交链反应（HCR）信号放大策略集成于同一Janus结构纳米颗粒上：碳纳米球表面的金斑块通过Au–S键选择性结合杂交DNA（HS-DNA/Primer-DNA/Flare-DNA），而一对交叉...
细胞镰变是脱氧镰状血红蛋白（HbS）在胞内聚合，使红细胞变形、僵硬，进而引起异常血液流变和疼痛性血管闭塞的过程。目前检测该过程主要依赖光学显微镜观察细胞形态，以及细胞变形性和血液流变测量。由于细胞电阻抗对细胞结构和生物物理特性变化敏感，可作为异常血液流变的潜在标志物，并且比光学方法更易集成到即时检测设备中。本文开发了一种基于微流控的...
硫化氢（H2S）是继一氧化氮和一氧化碳之后的重要气体信号分子，参与血管张力、炎症、胰岛素分泌和神经调节等过程，但其失调与多种疾病相关。传统色谱、比色和电化学方法难以实现实时、无创检测。基于遗传密码扩展将 p-叠氮苯丙氨酸（pAzF）引入荧光蛋白，可构建基因编码的 H2S 荧光探针，但已有探针多为强度型，易受表达量、激发强度和光漂白影...