An Enzymatic Glucose Sensor Composed of Carbon-Coated Nano Tin Sulfide.
本研究开发了一种基于葡萄糖氧化酶(GOx)固定化、碳包覆硫化锡(C-SnS)组装在玻璃碳电极(GCE)上的酶促葡萄糖生物传感器，并研究其直接电化学行为。C-SnS纳米颗粒通过水热法和化学气相沉积(CVD)两步简单过程制备：先水热合成SnS2，再经CVD碳包覆形成碳包覆SnS。C-SnS具有较大反应比表面积和独特电势，可为促进酶与电极...
Non-Enzymatic Glucose Sensor Composed of Carbon-Coated Nano-Zinc Oxide.
葡萄糖检测在生物、环境及临床分析中具有重要意义。酶法葡萄糖传感器存在成本高、制备复杂、保质期短且难以长期植入体内等缺点，因此非酶电化学传感器受到关注。本研究通过水热法制备氧化锌（ZnO）纳米棒粉末，并采用化学气相沉积（CVD）在其表面包覆约1 nm碳层，得到碳包覆ZnO纳米棒（ZnO@C）。将ZnO@C与5% Nafion混合后修饰...
Engineering Rugged Field Assays to Detect Hazardous Chemicals Using Spore-Based Bacterial Biosensors.
细菌全细胞生物传感器通过遗传工程实现了对多种危险化学物质的选择性、可靠检测。与质谱、原子吸收等传统仪器相比，全细胞传感器成本低、无需复杂设备，并能反映分析物的生物可利用性与毒性。然而，活细胞传感器通常保质期有限，需要冷藏、冷冻或特定储存条件，在试剂、仪器和专业人员匮乏的现场环境中应用受限。为克服上述问题，可将生物传感基因构建体转入可...
Sensitive Protein Detection and Quantification in Paper-Based Microfluidics for the Point of Care.
为在诊疗现场实现生物分析物的敏感定量检测，需要开发合适的生物传感器、检测方法和诊断平台。蛋白靶标尤其难以定量和敏感检测，因为缺乏类似核酸扩增的通用放大策略。然而，换能器与生物传感器设计、新型检测标签以及纸基微流控的进展，有望实现快速、便携、低成本且高灵敏的蛋白检测。本综述讨论了可用于设计此类敏感蛋白诊断检测方法的生物化学、光学和工程...
A Highly Sensitive Biosensor for ATP Using a Chimeric Firefly Luciferase.
萤火虫荧光素酶能够在高度特异的、依赖ATP的生化过程中发射可见光，因此既可用于检测这些酶本身，也可利用这些蛋白来测定ATP水平。基于对融合荧光素酶的研究，作者工程化构建了一种新型荧光素酶PLG2。与常用的Photinus pyralis荧光素酶相比，PLG2具有更高的比活性，以及更好的热稳定性和pH稳定性。本文提供了制备一种含有PL...
Measuring and Imaging Metal Ions With Fluorescence-Based Biosensors: Speciation, Selectivity, Kinetics, and Other Issues.
基于荧光的生物传感器已成为研究生物体系中多种化学物种的有力工具，尤其适用于金属离子的检测与成像。本章概述了利用此类传感器研究金属生物化学时需要关注的若干关键问题。首先，传感器必须对目标分析物具有足够选择性，能够区分可能干扰的离子，包括那些本身不产生荧光信号但会竞争结合位点或改变结合亲和力的干扰物。其次，金属离子在溶液中并非以游离形式...
Construction of Protein-Based Biosensors Using Ligand-Directed Chemistry for Detecting Analyte Binding.
基于蛋白的荧光生物传感器可在生理条件下高灵敏定量检测生物分子或药物，但传统构建方法通常依赖高分辨结构或氨基酸序列信息，限制了其在结构复杂膜受体中的应用。为克服该限制，作者发展了将配体导向化学与双分子荧光淬灭-恢复（BFQR）系统相结合的新策略，可将多种膜结合受体转化为“开启型”荧光传感器。本文以 γ-氨基丁酸 A 型受体（GABAA...
Novel Fluorescence-Based Biosensors Incorporating Unnatural Amino Acids.
不同颜色的荧光蛋白是研究蛋白质结构与功能、细胞事件和状态的重要探针。通过理性设计和定向进化，研究者不断赋予荧光蛋白新性质。除用于蛋白表达水平和亚细胞定位成像外，荧光蛋白还被越来越多地工程化为生物传感器，用于在活细胞中追踪小分子代谢物浓度、酶活性和蛋白构象变化。与小分子荧光传感器不同，荧光蛋白可遗传编码，因此可在活细胞内表达，并借助细...
Probing Cdc42 Polarization Dynamics in Budding Yeast Using a Biosensor.
Cdc42 是一种高度保守的小分子鸟苷三磷酸酶（GTPase），在从酵母到人类的多种细胞类型中调控细胞极性建立。由于 Cdc42 的活性在时间和空间上受到动态调控，需要在活细胞中实时监测其激活状态。本章介绍一种用于监测出芽酵母中活性 Cdc42 的简单而稳健的亲和型荧光生物传感器。该传感器由 Cdc42 效应蛋白 Gic2 的 N ...
Integrated Strategies to Gain a Systems-Level View of Dynamic Signaling Networks.
为在持续变化的环境中存活并正常功能，细胞必须感知周围环境变化并作出相应反应。细胞通过由众多离散信号分子组成的复杂信号网络处理环境信息；网络中的各通路通常高度整合且动态变化，使细胞对单一或多种刺激作出特异且适当的反应。然而，由于许多细胞信号网络规模庞大、结构复杂，往往难以预测其在特定条件下的响应；不同通路间的串扰甚至可能产生与单独分析...
Enzymes as Sensors.
近几十年来，新材料、纳米技术和跨学科发展推动了生物传感器件创新，使其在健康、安全、食品、医药和环境等领域具有广泛应用。生物传感器利用蛋白质、酶、抗体、适配体等生物大分子作为识别元件，以高选择性和特异性结合目标分子；识别事件引起生物分子结构或界面特征变化，并通过换能器转化为可测信号。荧光光谱因灵敏度高，常用于监测生物相互作用和传感器响...
Highly sensitive colorimetric immunosensor for influenza virus H5N1 based on enzyme-encapsulated liposome.
开发简便而灵敏的流感检测生物传感器对及时有效临床治疗具有重要意义。本研究基于酶包埋脂质体构建了一种灵敏的比色免疫传感器，用于检测甲型流感病毒H5N1，兼具免疫分析高选择性与比色检测简便性。首先合成生物素标记的、包埋大量辣根过氧化物酶（HRP）的脂质体。当存在H5N1时，H5N1与捕获抗体及生物素化检测抗体共同结合形成夹心免疫复合体；...
A Simple Metallothionein-Based Biosensor for Enhanced Detection of Arsenic and Mercury.
金属硫蛋白（MTs）是一类富含半胱氨酸的蛋白质，其生物学功能包括调节必需金属离子并保护机体免受有毒金属损害。由于重组人金属硫蛋白1a（MT1a）对多种有毒软金属具有高亲和力，本研究将其用于基于电化学的传感器，以检测三价砷（As3+）和二价汞（Hg2+）。为最大化其在环境监测中的应用潜力，作者采用简单设计，将MT物理吸附于置于丝网印刷...
A novel versatile microbiosensor for local hydrogen detection by means of scanning photoelectrochemical microscopy.
本文报道了一种用于氢气检测的多功能微生物传感器。作者以碳基微电极为基底，将来自 Desulfovibrio vulgaris Miyazaki F 的 [NiFe]-氢化酶嵌入联吡啶鎓（viologen）功能化氧化还原水凝胶中，制备出高灵敏度的氢生物传感器。该微生物传感器被集成到扫描光电化学显微镜（SPECM）系统中，可同时作为局部...
Label-free electrochemiluminescent biosensor for rapid and sensitive detection of pseudomonas aeruginosa using phage as highly specific recognition agent.
本研究基于λ噬菌体分离方案从医院污水中分离到一株烈性噬菌体PaP1，该噬菌体对铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）具有强且高度特异的结合能力。以PaP1为识别元件，作者开发了一种无标记电化学发光（ECL）生物传感器用于快速、灵敏检测铜绿假单胞菌。传感器通过将噬菌体偶联的羧基石墨烯沉积于玻璃碳电极表面制备。当宿...
Fabrication of sensitive enzymatic biosensor based on multi-layered reduced graphene oxide added PtAu nanoparticles-modified hybrid electrode.
本研究通过葡萄糖氧化酶（GOx）固定化制备了一种高灵敏安培葡萄糖传感器。将多层还原氧化石墨烯（MRGO）修饰在溅射 Ti/Au 的 Si/SiO2 电极上，并通过循环伏安法在 MRGO 表面电沉积铂金双金属花状纳米颗粒（PtAuNPs）。随后以浇铸法将 GOx-壳聚糖（Ch）复合层和聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDDA）层组装于 MRG...
Twin-layer biosensor for real-time monitoring of alkane metabolism.
胞内代谢传感器可用于高效筛选和优化微生物细胞工厂，尤其便于直接获取代谢途径动力学与瓶颈信息。本文开发了一种双层生物传感器，使其同时在两个层面工作：一是通过转录因子介导的烷烃感应，二是通过酶与代谢物的相互作用，从而揭示烷烃代谢的动态过程。该传感器可根据细胞背景用于监测烷烃降解或烷烃合成。烷烃由位于天然烷烃诱导启动子 PalkM 下的绿...
Gold nanoparticles-based electrochemical method for the detection of protein kinase with a peptide-like inhibitor as the bioreceptor.
本文提出一种以肽样蛋白激酶抑制剂作为生物受体的蛋白激酶通用检测方法，并将基于金纳米颗粒（AuNPs）的比色分析转化为灵敏的电化学分析。在比色体系中，激酶特异性适配体样肽可触发溶液中AuNPs聚集；当该肽与目标蛋白激酶特异性结合后，其诱导AuNPs组装的能力被抑制。在电化学体系中，固定于金电极上的肽与溶液中的肽共同触发AuNPs在电极...
Synthesis of novel nitrogen-doped carbon dots for highly selective detection of iron ion.
本文报道了一种环保、简便的荧光氮掺杂碳量子点（N-CQD）传感器，采用水热法以乙二胺（EDA）和柠檬酸（CA）为前驱体合成。所得 N-CQDs 表面经功能化后，在 350 nm 激发下呈现明亮蓝色荧光。通过原子力显微镜（AFM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X 射线光电子能谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）对其形貌、尺寸与...
Illuminating Photochemistry of an Excitation Ratiometric Fluorescent Protein Calcium Biosensor.
荧光蛋白（FP）生物传感器是追踪活体系统中金属离子运动的重要工具，但其光照后的工作原理仍不清楚。为支持生物传感器的理性设计，作者利用飞秒受激拉曼光谱（FSRS）在电子激发态解析了新型激发比率绿色荧光蛋白钙传感器 GEX-GECO1 的荧光调制机制。400 nm 光激发后，约 1180 和 1300 cm^-1 的特征振动标记带呈现同...