组成图示
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传感器类型
全细胞生物传感器
检测对象
N-酰基高丝氨酸内酯（AHL，尤其 N-β-氧代辛酰基-L-高丝氨酸内酯 OOHL）；样品基质为液体 MAN 培养基/96 孔板反应液（含待测菌培养物或标准品）。
检测原理
大肠杆菌 ALM403 中，LuxR 受体蛋白与 AHL（尤其 OOHL）结合后形成 LuxR-AHL 复合物，结合 Plux 启动子并诱导下游 man 基因表达。man 基因产物 β-甘露聚糖酶催化 MAN 培养基中魔芋粉甘露聚糖的 β-1,4-甘露糖苷键随机水解，释放短链和长链寡甘露糖等还原糖。随后加入 DNS 试剂并在 95°C 水浴反应，还原糖将 DNS 还原为 3-氨基-5-硝基水杨酸，在 540 nm 产生强吸收，颜色加深。AHL 浓度越高，LuxR 激活越强，酶量越多，还原糖越多，吸光度越高；若样品中 AHL 降解菌消耗 OOHL，则诱导减弱、显色变浅。该体系通过酶催化产生大量还原糖实现比色放大。
检测灵敏度
未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。原文报告：50 nmol l−1 OOHL 时出现明显表型变化；OOHL 浓度达到或超过 0.5 μmol l−1 时获得最大甘露聚糖酶活性，约为无 OOHL 时的 20 倍。
效应效果
该体系 4 h 内完成检测，可肉眼比色或测 540 nm 吸光度，适合 96 孔板高通量筛选；比琼脂片法和扩散晕法省时省板面，比 GFP 法无需荧光仪或倒置荧光显微镜。选择性上，luxR-Plux 对 OOHL 响应最强，对 OdDHL 几乎无诱导，其他 AHL 诱导约低 10 倍，但敏感性和 AHL 谱不及 A. tumefaciens tra 系统，不适合筛选未知 AHL 产生菌。实验三次重复并给出标准差，未报告 RSD。实际筛选中，海洋菌 Halomonas sp. S66-4 4 h 内完全降解 10 μmol/L OOHL，DNS 与琼脂片法一致，证明可用于分离 AHL 降解菌。
传感器的构成
- 细胞基底/换能器：大肠杆菌 DH5α（E. coli DH5α），作为活细胞载体表达 LuxR 与 β-甘露聚糖酶。
- 遗传调控层：质粒 pALM403 中的 luxR-Plux 盒（luxR 基因、Plux 启动子、RBS），介导 AHL 诱导 man 表达。
- 识别元件：LuxR 受体蛋白（LuxR），结合 AHL/OOHL 并激活 Plux。
- 报告酶/信号标记：man 基因编码的 β-甘露聚糖酶（β-mannanase，EC 3.2.1.78），水解甘露聚糖产生还原糖。
- 底物/显色基质：MAN 培养基中的魔芋粉（konjac flour，0.1%），提供 β-1,4-甘露聚糖底物。
- 显色试剂：DNS 试剂（dinitrosalicylic acid），与还原糖反应生成 3-氨基-5-硝基水杨酸，540 nm 吸光。
- 反应/样品体系：96 孔板液体 MAN 培养基（0.1% 魔芋粉、0.4% 酵母提取物、0.02% MgCl2、0.1% KH2PO4），用于比色与高通量筛选。
中文摘要
本研究构建了一种可响应 N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）的新型生物传感器菌株大肠杆菌 ALM403。该菌株以费氏弧菌来源的 luxR-Plux 盒作为调控序列，以枯草芽孢杆菌来源的 β-甘露聚糖酶基因 man 作为报告基因。采用二硝基水杨酸（DNS）法检测传感器菌株对 AHL 的响应。通过考察不同浓度 N-β-氧代辛酰基-L-高丝氨酸内酯（OOHL）的诱导效果，证明 OOHL 可显著增强大肠杆菌 ALM403 中甘露聚糖酶的表达，并形成可检测的表型。在此基础上，作者建立了高通量筛选 AHL 降解微生物的方法，并成功分离到一株具有明显 AHL 降解能力的海洋菌 Halomonas sp. S66-4。结果表明，该生物检测系统为分离 AHL 降解细菌提供了一种简单、高效的途径。
英文摘要
A novel biosensor strain (Escherichia coli ALM403) that responded to N-acyl homoserine lactone (AHL) was constructed using a luxR-Plux cassette as a regulatory sequence and β-mannanase as a reporter gene. Dinitrosalicylic acid method was used to detect the response of the sensor strain to N-acyl homoserine lactone. By investigating the response to a range of concentrations of N-β-oxooctanoyl-L-homoserine lactone (OOHL), it was demonstrated that the expression of mannanase in E. coli ALM403 could be greatly enhanced by OOHL and resulted in an assayable phenotype. A high-throughput screening approach was developed to isolate AHL-degrading microorganisms, and a marine Halomonas sp. S66-4 showing a marked AHL-degrading ability was successfully isolated. In conclusion, the bioassay system provided a simple and efficient approach to isolate AHL-degrading bacteria.