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设计基于细胞内适体的荧光生物传感器，以跟踪大肠杆菌的负担
细胞负担会影响工程合成系统的性能。出于这个原因，人们对开发跟踪负担和改善生物技术应用的工具有很大的兴趣。荧光RNA适体是实时监测负担的极好候选者，因为他们的产量有望在转录资源上施加可忽略的负载。在这里，我们表征了从大肠杆菌中不同启动子表达的适体库的性能。我们发现适体相对性能取决于启动子和菌株，与期望相反，适体的表达会影响宿主的适应性。通过选择具有更明亮的输出且影响较低的两个适体，我们设计了一个细胞内生物传感器，能够报告工程细胞中负担响应的激活。此处开发的传感器增加了可用于减轻负担的工具的收集，并可能支持寻求改善主机性能的生物处理应用程序。
皮肤细胞上的红光光子和光生物调节的机理
红光（600 - 700 nm，〜2.1 - 1.8 eV）由低能辐射组成，具有高能力，可以穿透皮肤并诱导刺激作用。这些特征使该波长范围非常有前途的光基疗法。旨在讨论光生物调节的作用机制，首先，我们从皮肤和光线相互作用的广泛视角开始，重点是内源光敏剂，对激发态和反应性氧化剂的形成以及信号效应器的激活。红色光谱范围内光子的特殊方面是，它们被内源性光敏剂所吸收得多，因此产生的反应性氧化剂（与其他可见光范围相比，与其他可见光范围相比），从而使这些在皮肤相互作用的几种信号传动途径的后果主要使其在皮肤相互作用中与红色light light light light light light light light light light。的确，上皮细胞中红光的影响涉及对代谢反应的控制，几个关键基因和转录因子的调节以及细胞内一氧化氮储备的调节。在本文中，我们讨论了红光如何与所有这些变量相互作用并最终引起剧烈的组织激活。我们还分析了红光光子对一氧化氮稳态的影响，对牛皮癣的光疗带来了影响。很可能在与其他具有相似能量的光子相互作用期间和之后也可能发生针对红光光子相互作用所描述的几种观测和机制。
通过光生物调节修改阿尔茨海默氏病病理生理学：模型，证据和未来，EEG引导干预
此手稿概述了渐进层中阿尔茨海默氏病（AD）病理生理的模型，从其起源到生物标志物的发展，然后再到症状表达。遗传易感性是导致线粒体功能障碍以及随后的淀粉样蛋白和Tau蛋白积累的主要因素，这些因素已被鉴定为AD的标志。扩大了这些积累的范围，我们探索了更广泛的病理生理方面，包括血脑屏障，血液流动，血管健康，血管健康，肠脑微生物二核，糖流动流动，代谢综合征，能量缺陷，能量缺陷，氧化应激，氧化应激，氧化压力，钙过载，炎症，炎症，神经元和脑损失，脑损失和脑力损失，脑部问题，脑电图，精神分裂，脑电图，精神损失，脑部问题，脑电图，脑电图，促进脑损失，脑电图。Photobiomeotulation（PBM）将近红外光使用便携式设备传递到选定的大脑区域，作为一种治疗方法。PBM有可能通过各种研究提供的数据来解决这些病理生理方面的各个方面。他们为大量小型发表的临床研究提供了机械支持，这些研究证明了记忆和认知的改善。他们通过大型随机对照研究来告知PBM治疗未决验证的潜力。脑网络的呈现和脑电图的波形变化（EEG）提供了使用这些数据作为应用各种PBM参数来改善结果的指南的机会。这些参数包括波长，功率密度，处理持续时间，LED定位和脉冲频率。在特定频率下脉冲会影响波形的表达和脑网络的修饰。表达源于在最近的研究中揭示的细胞和蛋白质结构的调节。这些发现提供了基于EEG的指南，用于使用人工智能通过EEG数据反馈来个性化AD治疗。
生物物理学的年度综述下一代遗传编码的荧光生物传感器照亮细胞信号传导和代谢
进行高通量筛选。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。282 3.1。基于结构和计算信息的理性设计。。。。。。。。282 3.2。基于筛选的技术。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。284 4。生物传感器的新应用。。。。。。。。。。。。。。。。 div>。 div>285 4.1。 div>多重载体。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>285 4.2。 div> 超分辨率显微兼容的生物构成。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 287 4.3。 div> 在道态生理条件下的应用。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div>285 4.2。 div>超分辨率显微兼容的生物构成。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>287 4.3。 div>在道态生理条件下的应用。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>288 4.4。 div> 进一步的申请。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 289 5。 div> 结论。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div> 。 div>288 4.4。 div>进一步的申请。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>289 5。 div>结论。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>290 div>
同时对急性颅内光生物调节反应中的电生理活动进行 MEG 和 EEG 源成像
探索作为治疗工具。第三种非侵入性神经调节方法称为颅内光生物调节 (tPBM)，为非侵入性调节神经活动提供了另一种方法 (Wang 等人，2017 年；Hamblin 和 Huang，2019 年；Gonzalez-Lima，2021 年)。这涉及将人体头部经颅暴露于近红外 (NIR) 光，该光可以穿透头皮和头骨并到达大脑。tPBM 中常用的波长包括 660 nm、800-850 nm 和 1,064-1,070 nm，可激活细胞机制并促进 ATP 产生 (Fear 等人，2023 年) 和局部血氧合 (Wang 等人，2017 年；Baik 等人，2021 年)。许多研究提供了大量证据表明，tPBM 可有效增强健康成人（Hamblin and Huang, 2019; Gonzalez-Lima, 2021; Qu et al., 2022; Zhao et al., 2022）和多种脑部疾病（Wang et al., 2017; Hamblin and Huang, 2019; Gonzalez-Lima, 2021; Nizamutdinov et al., 2022）的人类认知和大脑功能。最近还进行了探索 tPBM 作为治疗阿尔茨海默病（AD; Hamblin, 2019; Baik et al., 2021; Chan et al., 2021; Hamblin and Salehpour, 2021; Nizamutdinov et al., 2021）的方法。
静息状态下人类前额叶皮质的定向生理网络和颅内光生物调节后
大脑亚慢振荡 (ISO) 是内源性 (E；0.005–0.02 Hz)、神经源性 (N；0.02–0.04 Hz) 和肌源性 (M；0.04–0.2 Hz) 频带中血管运动的来源。在本研究中，我们同时测量 22 名健康参与者静息状态下前额的 2 通道宽带近红外光谱和 EEG，量化了前额氧合血红蛋白 (Δ[HbO]) 和氧化还原态细胞色素 c 氧化酶 (Δ[CCO]) 浓度的变化作为血流动力学和代谢活动指标，量化了脑电图 (EEG) 功率作为电生理活动。预处理后，使用广义部分定向相干性分析多模态信号，在每个 E/N/M 频带中构建三个神经生理指标（简化符号为 HbO、CCO 和 EEG）之间的单侧神经生理网络。这些网络中的链接代表神经血管、神经代谢和代谢血管耦合（NVC、NMC 和 MVC）。结果表明，神经活动和代谢（EEG 和 CCO）对氧气的需求驱动了静息前额叶皮质所有 E/N/M 波段的血流动力学供应（HbO）。此外，为了研究颅内光生物调节 (tPBM) 的影响，我们进行了一项假对照研究，向同一参与者的左、右前额叶皮质发射 800 纳米激光束。在执行相同的数据处理和统计分析后，我们获得了新颖而重要的发现：在前额皮质两侧传递的 tPBM 触发了三个神经生理实体（即 HbO、CCO 和 EEG 频率特定功率）之间的定向网络耦合的改变或逆转在 E 和 N 波段的生理网络中，表明在 tPBM 后时期，代谢和血流动力学供应都会驱动 PFC 定向网络耦合中的电生理活动。总体而言，这项研究表明，tPBM 有助于显着调节神经生理网络在电生理、代谢和血流动力学活动中的方向性。
光生物调节疗法改善了水杨酸钠诱导的耳鸣nitus
耳鸣是一种常见的烦人症状，没有有效和接受的治疗。在这项受控的实验研究中，使用光来调节和修复目标组织的光生物调节疗法（PBMT）用于治疗大鼠动物模型中的水杨酸钠（SS）诱导的耳鸣。在这里，PBMT是在涉及耳鸣的外围和中央区域同时进行的。使用客观测试评估了结果，包括对声学惊吓（GPIAS），听觉脑干反应（ABR）和免疫组织化学（IHC）的间隙前脉冲抑制。通过Doublecortin（DCX）蛋白表达检测到由耳鸣引起的有害神经可塑性，这是神经可塑性的已知标记。PBMT参数为808 nm波长，165 mW/cm 2功率密度和99 J/cm 2的能量密度。在耳鸣组中，GPIAS检验的噪声平均差距（GIN）值明显降低，表明发生了诸如耳鸣的额外感知声音，而平均ABR阈值和脑干传递时间（BTT）也显着增加。此外，在细胞核组中观察到了小脑的背侧耳蜗核（DCN），齿状回（DG）和偏瓣叶（PFL）的DCX表达显着增加。在PBMT组中，观察到DG中DG中的ABR阈值和BTT显着下降，ABR阈值和BTT显着降低。根据我们的发现，PBMT有可能用于SS诱导的耳鸣的管理。
NIR-II发射供体 - 受体 - 浓度荧光团，用于双荧光生物成像和光热治疗应用†‡
尽管BBTD是NIR-II发射荧光团中的一个良好的受体，但仍然需要找到D – A – D化合物的替代电子接受部分。潜在的替代天然是噻硫代二唑（TTD），它是BBTD的一种类型的受体类型，但没有像一个小分子荧光团那样广泛研究，通常降级为有机电子领域。23,24尽管迄今为止其合成的可及性更为有利，但只有一个出版物已使用TTD作为受体部分，从而导致了NIR-II发射的D – A-D荧光团。25荧光菌的NIR-II发射特性是由延长的共轭长度产生的，因此是狭窄的Homo-Lumo间隙。25尽管共轭框架的延伸是将光学特性延伸到NIR-II中的有效方法，但它可以导致分子间相互作用增加，并减少生物成像目的的光物理表现。26先前，我们合并了一系列基于TTD的荧光团，这些荧光团利用芳基胺氨基甲唑作为供体单元，其发射最大为900 nm，发射带延伸到NIR-II。27我们利用电子顺磁共振光谱（EPR）来合理化量子屈服值的差异，并提供了基于TTD的基于TTD的小分子荧光团上的激进物种的证据。尽管拥有出色的受体和捐助者，但这些研究强调了集体，竞争过渡和有效的P-贡献对NIR -II荧光团设计和应用的影响。
纳米光生物传感的相驱动进展
纳米光生物传感的早期发展集中于利用纳米瘤的独特光学特性，例如等离子纳米颗粒和光子晶体1，以实现对生物学相互作用的无标签和实时监测。利用现象（如表面等离子体的共振）和耳语画廊模式来检测折射率的微小变化，现在可以在单分子水平上检测生物分子相互作用，对临床诊断的影响。最近的技术进步2包括超材料的整合和制造技术中的进步，例如纳米印刷光刻，这使得能够开发低成本，紧凑和便携式生物感应设备。同时，正在进行的寻求进一步增强纳米光生物传感器的灵敏度，尤其是通过利用与光子共振相关的相位现象。目标是通过最大化的折射率分辨率启用无标签的传感技术，同时降低纳米功能，设置复杂性和成本的需求。在近几十年中，在使用纳米光子传感器的无标记生物分子检测中观察到了利用光谱或角度信息的检测方案的成功应用，以及基于强度的读出方法作为传感器。这些进步导致了表现出竞争力的各种平台的发展，或者在某些情况下，具有卓越的敏感性，符合诊断标准ELISA。但是，