组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
AHL（N-acyl homoserine lactone）、AI-2（autoinducer-2）、病原菌（如 Pseudomonas aeruginosa）；样品基质：临床/环境样品、受污染地下水、乳制品、肉制品、体内肿瘤微环境
检测原理
综述所述微生物群体感应生物传感器的核心原理是：活菌（如 V. fischeri、C. violaceum）表达 LuxI/LuxR 或 Lsr 等信号系统。当环境中的 AHL 或 AI-2 自诱导物浓度达到阈值时，AHL 与 LuxR 结合形成 LuxR-AHL 复合物，激活 luxICDABE 操纵子转录；AI-2 则经 Lsr 转运进入细胞，被 LsrK 磷酸化后解除 LsrR 抑制，启动正反馈表达。下游 luxA/luxB 编码的荧光素酶催化醛类底物氧化，产生蓝绿生物发光；在 C. violaceum 中则诱导紫色色素 violacein 积累。信号强度随自诱导物浓度或菌体密度升高而增强，从而实现病原菌或 QS 分子的定性/半定量检测。
检测灵敏度
原文未报告具体 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
该文为综述，未给出具体传感器的选择性、抗干扰、稳定性、重现性（RSD）、实际样品加标回收率或 LOD 等定量性能，也未提供与 ELISA、HPLC、qPCR 等方法的直接对比数据。作者总结认为，基于 QS 的微生物生物传感器具有活菌识别、转录放大、可响应多种自诱导物、成本低和可现场检测等潜在优势，可用于临床与环境样品、受污染地下水、乳制品和肉制品中病原菌的检测，也可用于癌症细胞聚集的体内识别。其应用价值还延伸至生物控制、生物膜抑制、组织工程和基因调控，但具体性能仍需后续实验验证。
传感器的构成
- 换能器/生物基质：Vibrio fischeri 或 Chromobacterium violaceum 活菌，作为识别、信号转导与报告信号产生的整体单元
- 识别元件：LuxR 家族转录因子（LuxR、SogR1）或 Lsr 信号通路组分，负责结合 AHL/AI-2 并启动下游表达
- 信号分子/配体：AHL（如 3-oxo-hexanoyl-HSL/OHHL）、AI-2、AIP，作为被识别的群体感应信号
- 报告基因/信号放大：luxICDABE 操纵子编码荧光素酶 LuxA/LuxB，或 violacein 色素合成途径，将识别事件转化为光/色信号
- 读出层：生物发光（蓝绿光）或紫色色素比色，用于指示 AHL/AI-2 浓度或病原菌存在
中文摘要
群体感应（QS）是细菌利用自身合成的信号分子（自诱导物）进行细胞间通讯的一种特殊模式。QS 调控的细菌特征包括毒力、生物膜形成、孢子形成、遗传感受态和生物发光等。除自诱导物多样的信号功能外，这些信号分子还具有非信号功能，如抗菌活性和金属螯合能力，使其成为潜在的抗菌剂和金属螯合剂。此外，QS 信号拮抗也被证明是阻断病原性疾病的一种有前景的替代策略。此外，QS 具有可用于组织工程和生物传感器技术的显著设计特征。尽管 QS 的许多方面已被理解，但仍有若干特征在很大程度上未知，尤其是在生物技术应用中。本综述聚焦于 QS 信号分子的功能特征及其在生物技术中的潜在应用。
英文摘要
Quorum sensing (QS) represents an exceptional pattern of cell-to-cell communication in bacteria using self-synthesized signalling molecules known as autoinducers. Various features regulated by QS in bacteria include virulence, biofilm formation, sporulation, genetic competence and bioluminescence, among others. Other than the diverse signalling properties of autoinducers, there are non-signalling properties also associated with these signalling molecules which make them potential antimicrobial agents and metal chelators. Additionally, QS signal antagonism has also been shown to be a promising alternative for blocking pathogenic diseases. Besides, QS has impressive design features useful in tissue engineering and biosensor technology. Although many aspects of QS are well understood, several other features remain largely unknown, especially in biotechnology applications. This review focuses on the functional features and potential applications of QS signalling molecules in biotechnology.