快速生理谱分析可评估有氧生境中影响微生物活性的因素。以往方法受富集偏差和培养条件限制。本文测试基于微孔板氧传感器系统（BDOBS）的生理谱方法，该系统允许更低底物添加并调节 pH 和营养。研究以佛罗里达 Merritt Island 保护区 scrub-oak 森林土壤微生物群落为对象，评估贫营养土壤微生物活性，并为 CO2 升高研...
线粒体是真核细胞氧化磷酸化和 ATP 生成的主要场所，其功能异常与多种神经退行性疾病和药物毒性相关。氧耗是反映线粒体和细胞功能的重要指标，但传统极谱法在培养细胞中操作困难，且分离线粒体易造成损伤。本文基于 Becton–Dickinson 氧生物传感器微孔板建立了一种高通量、非侵入性活细胞线粒体耗氧检测方法。该微孔板底部硅胶橡胶基质...
肠炎沙门氏菌（Salmonella enterica serovar Enteritidis）是食源性疾病最常见病原之一，对食品安全和公共卫生构成重大威胁。本文报道了一种高放大生物条形码DNA检测方法，用于快速检测肠炎沙门氏菌插入元件（Iel）基因。该生物传感器换能器由金纳米颗粒（Au-NPs）和磁性纳米颗粒（MNPs）组成。Au-...
本研究报道了一种基于局域表面等离子体耦合荧光（LSPCF）的光纤生物传感器，用于直接检测人血清中的甲胎蛋白（alpha-fetoprotein, AFP）。AFP是肝细胞癌和生殖细胞肿瘤的重要肿瘤标志物，健康成人血清水平通常低于25 ng/mL，升高可提示肝癌等疾病。该传感器以去包层聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）光纤为基底，表面化学固...
多磷酸肌醇是含量低于总磷脂1%的少数磷脂，却参与多种信号转导和膜运输事件。磷脂酰肌醇4-磷酸（PtdIns4P）是最丰富的多磷酸肌醇，周转迅速，但其在细胞或植物中的具体分布仍不清楚。本文报道了一种用于监测活植物细胞中PtdIns4P动态的脂质生物传感器。该传感器由荧光蛋白与特异性结合PtdIns4P的脂质结合域融合而成，即人FAPP...
本文报道了一种基于荧光自组装三明治双层的牛血清白蛋白（BSA）生物传感器。首先将石英晶片经酸洗、热 piranha 溶液处理并用 γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（APES）硅烷化，再吸附柠檬酸钠还原制备的胶体金纳米粒子（AuNP），形成 Quartz/AuNP 纳米复合界面。随后以 DL-半胱氨酸（Cys）为中间层，在 pH 11.4 下...
肌醇(3,4,5,6)四磷酸[Ins(3,4,5,6)P4]可抑制分泌上皮细胞质膜氯离子流，但在多数其他哺乳动物细胞中，受体激活后 Ins(3,4,5,6)P4 升高长期被视为缺乏明确功能的“孤儿”信号。本研究旨在鉴定体内受 Ins(3,4,5,6)P4 调控的氯离子通道或转运体。作者通过生物物理标准、电生理分析和共聚焦免疫荧光排除...
活体荧光成像已成为追踪细胞内多种分子事件时空定位的有力工具。基于 Förster 共振能量转移（FRET）的遗传编码荧光指示剂被常规使用，但调控其功能的分子基础尚未完全阐明。本文以蛋白激酶 A 调节亚基的 cAMP 结合域为基础，介绍一种常用 cAMP FRET 传感器的结构与动力学性质。采用隐式溶剂分子动力学模拟，定位 cAMP ...
磷脂酰肌醇 3-激酶 γ（PI3Kγ）在 G 蛋白偶联受体（GPCR）刺激后通过 Gαγ 释放而被激活，其调节亚基 p101 或 p87 与 Gαγ 相互作用，将酶招募至质膜。然而，受体介导的 Gαγ 释放不足以使 p101 发生可用经典荧光显微镜观察的转位。由于质膜结合蛋白与胞质蛋白的迁移率差异显著，质膜结合量的微小变化可通过扩散...
本文报道一种用于连续测定尿酸的全可逆光学生物传感器。该方案基于尿酸酶催化尿酸氧化过程中溶解氧的消耗：尿酸酶被固定于聚氨酯水凝胶中，并与氧敏感金属有机探针相邻；探针的发光可被氧猝灭。通过监测两种探针发光强度的变化来跟踪氧消耗，并将其与尿酸浓度相关联。研究考察了分析范围（0–2 mM）、响应时间（80–100 s）、重现性和长期稳定性。...
本研究评估了固定化蛋白磷酸酶（PP）生物传感器检测微囊藻毒素和岩藻毒素的可行性。将PP固定化于CNBr活化琼脂糖微球，并置于Millipore微滤板孔中，在优化条件下以荧光底物MUP实时监测酶活性。固定化PP-2A被岩藻毒素（OA）和微囊藻毒素LR（MC-LR）抑制，IC50分别为12.5和11 nM；固定化重组PP-1对MC-LR...
基于荧光共振能量转移（FRET）的基因编码生物传感器能够以高时空分辨率在活细胞中可视化信号事件，但其灵敏度有限，限制了广泛应用。本研究将增强型青色荧光蛋白（ECFP）与黄色荧光蛋白变体 YPet 配对，构建 ECFP/YPet FRET 对。该 FRET 对可显著提高多种信号分子生物传感器的灵敏度，包括酪氨酸激酶 Src、小 GTP...
本研究利用荧光共振能量转移（FRET）生物传感器，对三种最常被研究的、可升高胞内环磷酸腺苷（cAMP）水平的细菌毒素——百日咳毒素（PT）、霍乱毒素（CT）和炭疽水肿毒素（ET）的酶活性进行荧光视频显微成像。将编码蛋白激酶A（PKA）调节亚基与催化亚基分别融合于CFP和YFP的质粒转染至三种细胞系，实时成像获得毒素作用的时间和空间分...
本文报道了一种用于黄嘌呤定量检测的高灵敏度荧光多酶生物传感器。该传感器通过将黄嘌呤氧化酶（XO）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（HRP）三种酶同时包埋于单一溶胶–凝胶（sol–gel）基质中，并与 Amplex Red 探针偶联构建而成。溶胶–凝胶化学形成多孔且光学透明的基质，能够保持三种共固定蛋白的天然构象和催化活性。黄嘌...
蘸笔纳米光刻（DPN）是制备多种材料纳米图案的常用技术。F0F1-ATPase 是一种纳米级旋转分子马达，可用作生物传感器或微纳系统中的理想马达器件。本文利用 DPN 在金表面制备位于染色质体（chromatophore）内的 F0F1-ATPase 纳米阵列。所制备图案的特征尺寸平均为 130 nm，从数学上估计每个点内不超过 1...
本文从理论和实验上证明，可通过直接且系统地饱和受体分子激发态来定量 Förster 共振能量转移（FRET），并将该受体耗竭方法称为 satFRET。该方法可逆，适合时间分辨测量。作者基于供体-受体分子状态微分方程组的稳态解建立模型，并纳入测量过程中受体光漂白的影响。实验采用不同化学计量比的 Alexa 546-Alexa 633 ...
RCC1是Ran GTP酶唯一已知的鸟苷酸交换因子，在核质运输、纺锤体组装和核膜重建中发挥关键作用。RCC1通过DNA与组蛋白的双模式结合染色质，结合缺陷会导致染色体错误分离；apo-Ran可增强其染色质结合，但机制不清。本文证明RCC1 N端1–20氨基酸尾对DNA结合必不可少，却抑制组蛋白结合；apo-Ran显著促进RCC1与D...
在平滑肌细胞中，激动剂激活的肌浆网（SR）钙释放通过不同但相互重叠的转导通路发生。为全面研究 SR 钙通道如何被激活，需要分离同时激活的不同钙信号。此前作者在大鼠十二指肠肌细胞中表征，乙酰胆碱（ACh）通过结合 M2 毒蕈碱受体并激活兰尼碱受体亚型 2 诱导钙振荡。本文显示，ACh 同时引起依赖肌醇 1,4,5-三磷酸（InsP3）...
基于荧光共振能量转移（FRET）的遗传编码生物传感器已被广泛用于以高时空分辨率可视化活细胞中的分子活性，但生物传感器蛋白的快速扩散会阻碍真实分子激活图的精确重建。作者基于荧光漂白后恢复（FRAP）实验，发展了一种有限元（FE）方法，用于分析、模拟并扣除可移动生物传感器的扩散效应。该方法被应用于分析定位于不同亚细胞区室的 Src FR...
基于 Förster 共振能量转移（FRET）的生物传感器可用于定量分析细胞内信号，包括环腺苷酸（cAMP）监测，受到广泛关注。串联生物传感器在供体激发波长下测量供体/受体发射比是常用方法，但该比值不仅随 cAMP 浓度变化，还会受离子环境或其他影响荧光蛋白折叠概率的因素影响。本文采用基于两种激发波长的光谱 FRET 分析方法，利用...