本文报道了一种基于电化学阻抗谱（EIS）的无标记阻抗适配体传感器，用于快速检测人源病原菌金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）。该传感器以靶向金黄色葡萄球菌表面毒力因子蛋白A（Protein A）的硫修饰DNA适配体（PAA）为识别元件，与6-巯基-1-己醇（MCH）在金电极表面共自组装固...
精氨酸因强效修复作用被视为重要营养药物，被称为奇迹分子。在发酵食品中检测精氨酸十分必要，因为食品中高水平精氨酸在发酵过程中可形成乙基卡巴胺（EC），因此对葡萄酒、食品补充剂和饮料等发酵食品的质量控制具有重要意义。临床分析中，精氨酸检测也因其参与多种代谢途径，尤其是合成一氧化氮（NO）和肿瘤生长而重要。目前已有多种精氨酸检测方法，但生...
大肠杆菌可作为生产生物燃料和重组蛋白等有用化合物的细菌细胞工厂，但其高效生产需要精细监测生长条件并优化代谢通量。为避免关键营养耗竭并提高产物产量，作者建议利用细菌天然的营养限制感知机制，即与胞内信使鸟苷四磷酸（ppGpp）生物合成相关的 stringent response。文中提出一种 ppGpp 生物传感器设计，将 ppGpp ...
死亡受体CD95/Fas可被免疫细胞激活以杀伤癌细胞。源自CD95或CD95L的shRNA和siRNA对多数癌细胞具有高度毒性。作者发现，这些sh/siRNA即使在没有CD95/CD95L靶标时，也能通过经典RNAi机制靶向关键生存基因的3'UTR，诱导细胞死亡，并将该效应命名为DISE（生存基因消除诱导死亡）。DISE优先杀伤转化...
霍乱弧菌是引起霍乱的重要人源病原菌，可导致严重急性水样腹泻。本研究建立并评价了多重交叉置换扩增（MCDA）联合侧流层析生物传感器（LFB）的MCDA-LFB方法，用于霍乱弧菌的快速、可视和灵敏检测。针对霍乱弧菌种特异性基因ompW设计10条引物，分别识别靶序列的10个不同区域；其中CP1*和C1*分别以生物素和FITC标记，用于LF...
电化学传感器在核酸检测中作用重要。本文提出一种用于电化学测量 d(CAG)n 三核苷酸重复序列和长度的双信号技术。该技术将标记二茂铁的发夹 DNA 电化学分子信标直接修饰在金电极表面，同时用辣根过氧化物酶（HRP）标记的报告探针与目标 DNA 杂交。先表征了单信号传感器，以 HRP 标记短报告 DNA 检测 d(CAG)n；随后构建...
非小细胞肺癌（NSCLC）是癌症死亡的主要原因之一，但近几十年来诊断与预后改善有限。本研究设计了一种双模态荧光/超极化129Xe NMR探针，由氙宿主、荧光基团和治疗性抗EGFR单克隆抗体西妥昔单抗组成，用于靶向癌细胞过表达的表皮生长因子受体（EGFR）。该生物传感器对EGFR具有高度选择性，并保留与抗体相近的生物活性。通过超极化1...
氮化铝（AlN）长期以来被视为开发传感应用（包括生物传感器和植入式传感器）的极具吸引力的材料。凭借其优异电子性能，AlN 近来被设想作为多功能生物传感平台。尽管通常利用其本征压电性，但其表面形貌和机械性能（弹性模量、硬度、耐磨、耐划、抗剥离拉伸、对基底附着力）、耐腐蚀性和细胞相容性也是高性能可持续生物传感器器件的关键特征。然而，关于...
DNA 微粘度的分析表征可为核拥挤、核酸药物开发及核酸生物传感器设计提供关键生物物理信息。传统粘度测量通常需要较大样品体积且具破坏性。本文采用粒子扩散度（particle diffusometry, PD）实现 DNA 微粘度的原位、非破坏测量，单次测量时间约 8 s，样品体积小于 3 μL，可与 DNA 制备流程兼容。该方法通过图...
世界卫生组织指出，全球每年近20亿人感染流感样病原体。流感由正黏液病毒科病毒引起，早期检测对治疗至关重要，因为感染初期患者咽部仅存在数十至数百个病毒相关分子。本研究报道一种新型通用金刚石生物传感器，可在临床症状出现前以极低浓度特异性检测流感病毒。该传感器以硼掺杂金刚石（BDD）电极为基底，表面功能化多克隆抗M1抗体，用于识别流感病毒...
小沟结合发夹多酰胺（PA）可特异性识别DNA序列。合成修饰可提高PA-DNA结合亲和力，包括用β-丙氨酸（β）基团替代吡咯（Py）以引入柔性模块，以及在N端引入阳离子取代基以增加化合物电荷。为理解这些修饰对PA-DNA相互作用动力学和亲和力的影响，作者系统设计和合成了具有不同数量、不同位置β插入以及不同N端阳离子基团的一组PA，使其...
本文首次开发了一种固定化E2糖蛋白的无线磁弹性（ME）生物传感器，用于检测经典猪瘟病毒（CSFV）E2抗体。检测原理为：在ME传感器表面形成CSFV E2—兔抗CSFV E2抗体—碱性磷酸酶（AP）标记的山羊抗兔IgG三明治复合物，并利用生物催化沉淀放大抗原—抗体特异性结合反应引起的质量变化，从而引起传感器共振频率显著变化。由于磁致...
Rac1 是一种调控肌动蛋白分支与细胞前缘片状伪足伸缩的小分子 RhoGTPase 开关。既往生物传感器成像显示，细胞突起区域存在活性 GTP 结合 Rac1 的梯度分布。本文利用活细胞单分子成像与超分辨显微镜，进一步揭示 Rac1 的超分子组织形式：约 20% 的膜结合 Rac1 被固定于含 50–100 个分子的纳米簇中。这些纳...
基于表面等离子共振（SPR）的生物传感是一种无需标记、实时研究生物分子识别过程的有力工具。硫醇化学是金表面SPR生物传感器表面功能化的关键组成部分，但金-硫醇键即使在空气中也容易氧化，导致SPR传感器芯片寿命短，除非严格防护。本文描述了一种利用金上高度稳健的烷基化N-杂环卡宾（NHC）自组装单层（SAMs）克服该局限的方法。我们开发...
抗生素耐药菌的广泛出现凸显了开发替代治疗策略的迫切性。靶向受细菌群体感应（QS）调控的毒力因子是一种有前景的途径。本研究采用离子凝胶法制备由壳聚糖（CS）、磺丁基醚-β-环糊精（Captisol®）和/或五钠三聚磷酸盐（TPP）组成的新型纳米颗粒（NPs），并评估其抑制细菌 QS 的潜力。所得 NPs 粒径在 CS70/5 体系中为...
肌酐酶催化肌酐（肾功能生物标志物）转化为肌酸，经历水加成和开环两步机制。开环步骤中质子供体是 His178 还是金属结合水分子仍有争议，His178 与 Glu122 的作用也不明确。本文采用 SCC-DFTB/CHARMM22 量子力学/分子力学模拟，考察野生型和 E122Q 突变酶的两条反应路径。结果表明 His178 是主要催...
本研究考察了在安培型铂盘电极上沉积半透性聚苯二胺（PPD）膜的条件。该膜通过限制干扰物接近电极表面，防止其影响传感器工作。比较了两种电聚合沉积方法：变电位（循环伏安法）和恒电位法。结果表明循环伏安法操作更简便且膜性能更优。分析了PPD膜有效性对循环伏安次数和苯二胺浓度的依赖关系。结果显示，在30 mM苯二胺中采用3次循环伏安可完全避...
本文提出并理论分析了一种基于氮化硅（Si3N4）集成光子平台的锥形耦合器结构，用于将介电波导中的光能耦合至纳米尺度等离子体尖端。该结构为光子-等离子体混合波导，支持对称与非对称混合模式；沿锥形方向，一种模式接近截止，另一种模式演化为短程表面等离子体（SRSP）模式，从而在尖端产生强局域场。设计采用 Si3N4 波导芯、SiO2 间隔...
环介导等温扩增（LAMP）无需温度循环即可扩增核酸，但常因引物间二聚体、非靶杂交和携带污染导致假阳性。本文建立一种由自避免分子识别系统（SAMRS）组分和南极热敏感尿嘧啶-DNA糖基化酶（AUDG）辅助的新型LAMP方法，称为AUDG-SAMRS-LAMP。将SAMRS组分引入LAMP引物3′端可提高特异性，完全避免由非靶杂交及引物...
本文报道了一种基于智能手机的非侵入式唾液葡萄糖光学生物传感器。该传感器采用简单方法制备，将葡萄糖氧化酶（GOx）与pH响应染料溴甲酚紫固定在Whatman滤纸基试纸条上。唾液中的葡萄糖在GOx催化下生成葡萄糖酸，使局部pH下降，导致试纸颜色变化；智能手机相机拍摄检测区，并通过自研Android应用进行RGB像素分析。研究采用斜率法代...