作者制备了多壁碳纳米管（MWCNT）与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合电极，并采用电化学阻抗谱（EIS）用于 DNA 传感。该电极无需其他电极常需的表面修饰或探针固定，MWCNT 与 DNA 之间的 π-π 相互作用使其本身可作为 DNA 识别层。由于电极表面不存在共价结合的吸附物，通过简单清洗即可重复使用。与基于差分脉冲伏安法（DP...
大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）的快速、灵敏检测对食品安全和临床诊断具有重要意义。本文提出一种基于 16S rDNA 的电化学生物传感器，用于快速检测大肠杆菌。该传感器以 Au 叉指电极为基底，利用巯基化肽核酸（PNA）探针连接金纳米颗粒（AuNPs）构建纳米间隙网络电极。当特异性 16S rDNA 片...
金黄色葡萄球菌是革兰阳性机会致病菌，也是医院感染最常见病原之一，因此快速诊断具有重要价值。本研究建立了一种基于金纳米粒子（AuNPs）的比色生物传感器，用于检测金黄色葡萄球菌。首先将金黄色葡萄球菌在 LB 培养基中培养并提取染色体 DNA；随后依据 GeneBank 中 Protein A 基因序列设计引物和硫醇修饰 DNA 探针，...
单克隆抗体（mAb）表位的表征对治疗性抗体、诊断工具和疫苗开发具有重要意义，也可为病原体感染或疫苗接种后抗体应答的序列库分析提供功能信息。然而，表位映射策略的发展滞后于 mAb 的发现。作者开发了一种定点突变方法，并与生物层干涉（BLI）生物传感器联用，用于映射 mAb 表位。通过构建流感 A 病毒重组血凝素（HA）和神经氨酸酶（N...
胰腺β细胞胰岛素分泌受胰高血糖激酶（GCK）活性严格调控，GCK将β细胞代谢与血糖变化耦联。尽管GCK仅有一个葡萄糖结合位点，却表现出葡萄糖正协同性；体外结构研究鉴定出多种酶活性不同的构象，但活细胞如何调控GCK协同性仍不清楚。为理解GCK激活的细胞调控，作者开发了同源转移FRET-GCK生物传感器，并用偏振显微镜消除FRET定量中...
本研究采用 Kretschmann 型表面等离子共振（SPR）生物传感方法，研究 50 nm 厚纳米层压金膜对尿素和肌酐的 SPR 响应，用于检测不同浓度溶液中的尿素和肌酐（非酶样品），并与分别加入脲酶和肌酐酶的酶样品进行比较。采用角度探测技术，激发波长为 670 nm 和 785 nm。该传感器可检测尿素 50–800 mM 和肌...
细菌耐药性增加对人类健康构成严重威胁，亟需新型杀菌材料。本文报道了一种基于阳离子共轭聚电解质[9,9-双(6′-甲基咪唑鎓溴化物)己基)芴-co-4,7-(2,1,3-苯并噻二唑)]（PFBT-MI）的免洗细菌成像与抗菌方法。PFBT-MI侧链咪唑鎓基团提高水溶性，并通过静电作用结合带负电细菌膜，触发聚集诱导荧光共振能量转移（FRE...
生物处理在制药、生物燃料和食品工业中至关重要。将生物过程小型化为微生物反应器可实现实验多重化，并减少试剂消耗和人工。微反应器研究中的关键部分是产物、副产物和底物浓度的生化分析，目前仍高度依赖大型分析设备。生物传感器是有前景的分析工具，但集成到微反应器中面临无菌性、合适传感范围、基质效应控制和稳定性等挑战。本文提出一种新型生物传感器集...
生物传感器正在推动分析检测领域的重要进展，并与合成生物学的发展相互促进。生物传感器能够快速、特异性地检测多种分子，在工业、医学、生态和科学研究中具有广泛应用。生物传感器设计方法与其应用一样多样，主要类别包括核酸、蛋白质和转录因子。每一类传感器都依据目标应用和最佳性能参数具有不同优势与局限。具体而言，传感器设计必须考虑配体特异性、灵敏...
本文报道了一种基于单壁碳纳米管（SWCNT）的无标记电化学生物传感器，用于白血病细胞的早期检测。该传感器以 P-糖蛋白（P-gp）表达水平为检测靶标，将单克隆抗 P-gp 抗体通过环氧基修饰的纳米管表面固定，形成表面免疫复合物。利用循环伏安法检测白血病细胞表面 P-gp 的表达水平，其结果与免疫荧光显微镜研究一致。该生物传感器可在 ...
自动细胞分割是活细胞荧光成像中单细胞分辨率定量信号动态的有力方法。单核圆形细胞的分割方法已广泛开发，但针对分化 C2C12 肌管等细长多核细胞的分割方法尚未建立。此外，肌管周围存在未分化储备细胞，使背景区域识别和后续定量困难。本文开发了一种基于二值图像求和的 watershed 分割与双组分高斯混合模型的肌管自动定量分割方法。我们使...
三乙酰酸内酯（TAL，4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮）可转化为多种高价值产品，具有通过代谢工程开发为可再生平台化学品的潜力。作者此前基于大肠杆菌 AraC 调控蛋白构建了内源 TAL 传感器，并用于筛选 2-吡喃合成酶（2-PS）变体文库，在大肠杆菌中鉴定出使液体培养 TAL 产量提高最多 20 倍的变体。本研究进一步优化该传感器-...
复杂细胞行为需要动态调控非肌球蛋白II（NMMII）调节轻链（RLC）磷酸化。本文报道一种基于同源转移荧光共振能量转移（FRET）的遗传编码生物传感器策略，用于在活细胞和生物体中追踪 RLC 磷酸化。荧光蛋白标记的 RLC 在去磷酸化构象中发生 FRET，因此可通过荧光偏振/各向异性成像识别并定量 RLC 磷酸化。该方法兼容多种荧光...
本文提出一种基于一维光子晶体（1DPC）支持布洛赫表面波（BSW）的光学生物传感器，用于研究抗体相互作用并进行亲和力分析。该方案在光子晶体生物传感器的敏感区域固定两种不同抗体，从而在芯片上构建具有不同生化特征的多个区域，并可实时研究生物分子结合动力学。所提出的检测系统对目标抗体抗人IgG的估计检出限小于0.19 nM（28 ng/m...
本文报道了一种无标记、无酶、等温的催化发夹组装（CHA）点亮DNA模板荧光银纳米团簇（AgNCs）策略，用于核酸放大检测。该策略将DNA-AgNCs的界面与空间敏感特性同CHA回路的高信号放大能力相结合。体系中，含多聚鸟嘌呤（poly-G）增强域的发夹探针H1和含AgNCs捕获序列的发夹探针H2在无靶标时因发夹结构而动力学受阻，不发...
本研究合成并比较了三种含不同β-二酮衍生配体的Eu(III)配合物，即Eu(ectfd)3、Eu(tta)3和Eu(dbt)3，并将其用作血清总胆红素（BR）的荧光探针。通过紫外-可见吸收和荧光光谱评价各探针的选择性，结果显示BR可显著猝灭Eu(III)配合物在612 nm处的特征Eu3+发射，且发射强度与BR浓度呈线性关系。三种探...
细胞外调节激酶（ERK）是决定细胞增殖、分化和迁移等命运的关键调控分子。本文提出一种用于在时间分辨生长因子刺激下学习 ERK 动力学的新型实验流程。遗传编码的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器具有高信噪比，可在每个时间点获取大量单细胞 ERK 活性；计算机控制微流控则精细调节刺激的时间模式。利用该平台，作者观察到静态表皮生长因子...
哺乳动物组织对近红外（NIR）光相对透明，因此由细菌光敏色素工程改造得到的NIR荧光蛋白（FPs）已成为非侵入活体成像的常用探针。近年来，这些遗传编码NIR探针在亮度、单体化、光谱特性和生物传感器兼容性方面显著提升，使此前难以实现的成像实验成为可能。本文综述单体NIR荧光蛋白与NIR生物传感器如何与常见绿色荧光蛋白（GFP）探针及蓝...
本研究关注微藻提取过程中产生的废弃微藻污泥（MS）的资源化利用，并将其开发为电极材料。将MS在氮气气氛下高温活化转化为生物炭（MSB），并以钴（Co，金属氢氧化物）和壳聚糖作为电子转移介质，通过固定化形成MSB/Co/chitosan复合介质。表面形貌与组成分析表明，Co和壳聚糖与MSB良好结合，形成了可用于电子传递的复合结构。将该...
鸟嘌呤及其衍生物水平异常与多种疾病相关，是重要的临床诊断生物标志物。为准确检测鸟嘌呤，本文构建了一种含 G-vacancy 的缺陷 G-四联体（DGQ），并分别采用 Thioflavine T（ThT）和血红素（hemin）作为 G-四联体特异性指示剂，建立无标记荧光和电化学生物传感器。G-rich DNA 探针在无鸟嘌呤时优先保持...