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基于 CRISPR–Cas9 修饰的催化发夹组装的灵敏且特异的 microRNA 检测和原位成像方法
微小RNA（miRNA）是一类小型非编码RNA，在调控基因表达和相关病理过程中发挥着至关重要的作用。1,2作为一种重要的生物标志物，miRNA在细胞内的分布和表达与许多疾病，尤其是癌症有着密切的关系。因此，miRNA的体外检测和原位成像都有利于疾病诊断。3最近，外泌体是一种直径约30 – 150纳米的小型载体，含有几种不同的生物分子，包括蛋白质、脂质以及mRNA和非编码RNA。外泌体也被认为是细胞 - 细胞通讯介质中的重要部分，因为它们可以将其内容物（尤其是miRNA）释放到邻近细胞和远端细胞。4 – 6因此，外泌体miRNA被视为疾病诊断和病理研究的有前途的生物标志物。据报道，许多 miRNA 检测方法，如实时定量聚合酶链式反应 (qRT-PCR)、北方印迹、微阵列，可在溶液或细胞裂解物中实现灵敏的 miRNA 检测。7,8 尽管如此，这些方法也因步骤耗时、程序复杂和成本昂贵而受到批评，阻碍了它们的广泛应用。7,9,10
基于单壁碳纳米管场效应晶体管的超灵敏 NO2 气体传感器：从 ppm 到 ppb 级的监测
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5mC 选择性脱氨酶的发现及其在碱基分辨率甲基化位点超灵敏直接测序中的应用
摘要 挖掘噬菌体中的新酶活性对于开发新的生物技术工具仍然很重要。在本研究中，我们使用 MetaGPA（一种将宏基因组数据中的基因型与表型联系起来的方法）来识别脱氧胞苷脱氨酶，这是一种与宏病毒组中的胞嘧啶修饰高度相关的蛋白质家族。出乎意料的是，这些脱氨酶的一个子集在单核苷酸和单链 DNA 底物中都表现出对 5-甲基胞嘧啶 (5mC) 的偏好，而不是胞嘧啶 (C)。在甲基化组测序工作流程中，这些酶优先脱氨 5mC，这使得甲基化胞嘧啶能够直接转化，同时完全消除任何未修饰胞嘧啶的背景脱氨。这种直接转换允许以单碱基分辨率精确识别甲基化位点，具有无与伦比的灵敏度，为基因组和甲基化组的同时测序提供了广泛的应用。
全印刷和集成平台中的超灵敏和稳定的多路复用生物传感器阵列，可实现可靠的汗液分析
电化学生物传感器已成为通过非侵入性汗液分析跟踪人体生理动态的有前途的工具之一。然而，以高度可控和可重复的方式集成多路复用传感器以实现长期可靠的生物传感仍然是一个关键挑战，尤其是在灵活的平台上。本文首次报道了一种完全喷墨打印和集成的多路复用生物传感贴片，它具有极高的稳定性和灵敏度。这些理想的特性是通过独特的互穿界面设计和对活性材料质量负载的精确控制实现的，这要归功于优化的油墨配方和液滴辅助打印工艺。该传感器对葡萄糖的灵敏度为 313.28 μ A mm − 1 cm − 2，对酒精的灵敏度为 0.87 μ A mm − 1 cm − 2，并且在 30 小时内漂移最小，这是文献中最好的。集成贴片可用于可靠、无线的饮食监测或通过表皮分析进行医疗干预，并将促进可穿戴设备在智能医疗应用方面的进步。
动态大视场光子谐振吸收显微镜，用于核酸和蛋白质生物标志物的超灵敏数字分辨率检测
在本文中，我们描述了一种基于我们之前开发的光子谐振吸收显微镜 (PRAM) 的生物传感仪器，该仪器结合了自动对焦、金纳米粒子 (AuNP) 积累的数字表示以及收集 AuNP 附着和脱离光子晶体 (PC) 表面的时间序列图像序列的能力。这些组合功能用于在生物分子分析过程中完全自动化 PRAM 图像收集，从而能够平铺 PRAM 图像以提供毫米级视野。该仪器还可以收集 PRAM“电影”，从而实现数字展示和动态计数 AuNP 到达和离开 PC 表面时的情况。我们在两种生物分子分析中利用这些功能来检测传统 AuNP 标记夹层格式的蛋白质生物标志物。利用测定过程中 AuNP 附着和分离事件的动态计数，我们提出了一种 10 分钟、室温、无酶方法检测低至 1 aM 的 microRNA-375 (miRNA- 375) 的方法，同时揭示了生物分子相互作用的结合率和解离率的特征。我们的仪器可能在多路复用即时诊断测试中得到广泛应用，并可作为以单分子分辨率定量表征生物分子结合动力学的通用工具。
开发和验证一种灵敏且选择性的硫酸羟氯喹药物产品方法，以解决潜在的药物短缺问题
背景：COVID-19 大流行促使全世界努力寻找和开发潜在的预防和治疗方法，其中一种方法是测试已批准的药物。羟氯喹用于治疗疟疾、狼疮和类风湿性关节炎，其评估基于其对 COVID-19 的潜在治疗益处。尽管确定它对 COVID-19 无效，但该产品的新处方量显着增加。2020 年 3 月 31 日，FDA 在药品短缺网页上发布了有关羟氯喹短缺的信息。目的：目标是快速开发和实施一种灵敏且有选择性的分析方法，以评估羟氯喹药品的质量，这些药品尚未获准进入美国市场，以帮助解决药品短缺问题。方法：在带有串联质谱仪的 UHPLC 系统上对羟氯喹及其三种杂质进行分析。在具有亚 2 µm 核壳颗粒的先进苯基柱上实现色谱分离。设置10分钟梯度洗脱程序以确保足够的分辨率并保持高通量分析能力。串联质谱仪在多离子监测模式下对所有分析物进行正电喷雾电离操作。结果：该方法根据USP <1225>药典方法验证的要求进行验证。该方法经测定具有灵敏度和选择性，并成功应用于评估来自三个不同制造商的200毫克浓度硫酸羟氯喹片。结论：开发了一种采用先进柱技术的UHPLC-MS/MS方法，并对其进行了验证，可同时定量羟氯喹及其三种杂质。带有MRM检测的方法表现出足够的灵敏度、选择性和分析范围，并且有潜力作为运行时间为10分钟的高通量方法实施。该验证方法已成功应用于美国市场上已批准的硫酸羟氯喹药品的质量评估。这项工作也是正在进行的努力的一部分，旨在开发一个先进的分析平台，以建立研究准备和快速监管应对新出现的质量和公共卫生问题的能力。
使用脉冲 keV 离子束进行透射飞行时间反冲检测，实现具有高深度分辨率的灵敏多元素分析
评估了使用脉冲 keV 离子束在透射几何中对薄膜和准二维系统进行灵敏的多元素分析的飞行时间反冲检测的潜力。虽然飞行时间方法允许同时检测多种元素，而最大程度上不受反冲电荷状态的影响，但 keV 射弹能量可保证高反冲截面，从而在低剂量下获得高灵敏度。我们展示了该方法的能力，使用 22 Ne 和 40 Ar 作为射弹，穿过具有可选 LiF 涂层和单晶硅膜的薄碳箔，以用于不同的样品制备程序和晶体取向。使用大型位置灵敏探测器（0.13 sr），深度分辨率低于 6 nm，灵敏度低于 10 14