组成图示
示意图生成中
传感器类型
全细胞生物传感器
检测对象
四环素（tetracycline, TC）、土霉素（oxytetracycline, OTC）、金霉素（chlortetracycline, CTC）、多西环素（doxycycline, DC）及其4-表位代谢物（4-epiTC、4-epiOTC、4-epiCTC、4-epiDC）；样品基质：鸡肉肉液/鸡胸肌肉组织提取液（poultry meat fluid, chicken breast muscle tissue）
检测原理
TetLux 传感菌携带质粒 pTetLux1，其中 P. luminescens 来源的荧光素酶操纵子 luxCDABE 受四环素响应元件 tetA 启动子/操纵子控制。无被测物时，TetR 阻遏蛋白结合 tetO，抑制 luxCDABE 转录。四环素类或其4-表位代谢物进入细胞后与 TetR 结合，降低 TetR 对 tetO 的亲和力，启动 luxCDABE 表达，荧光素酶催化细胞内底物产生生物发光，无需外源底物。发光强度随被测物浓度升高而增强，以诱导系数 IC=信号/背景表示。PMB 破坏革兰阴性外膜，EDTA 螯合 Mg2+ 并去除稳定外膜的二价阳离子，促进四环素进入和胞内积累，从而增强信号并降低检出限。
检测灵敏度
LOD: 5 ng g-1（DC）；7.5 ng g-1（CTC）；25 ng g-1（TC、OTC）
效应效果
优化后的96孔板检测总时长约4 h，冻干细胞可试剂化使用，适合高通量筛查。增敏后检出限低于欧盟MRL 100 µg/kg：DC为5 ng/g，CTC为7.5 ng/g，TC和OTC为25 ng/g。四种4-表位代谢物均可诱导发光并显示抗菌活性，但效率低于母体化合物。与常规 B. cereus ATCC 11778 微生物抑制试验相比，该生物传感器至少同等敏感，且更快、更适合批量分析。作者用9份空白鸡样验证稳健性，优化条件可检测低于50 µg/kg的OTC；高剂量钩效应可通过样品系列稀释避免，稀释也有助于减少假阳性。
传感器的构成
- 反应容器/基底：96孔白色平底微孔板（Greiner Bio-One），承载细胞与肉液样品
- 传感菌/换能器：冻干全细胞大肠杆菌 E. coli K12 pTetLux1，作为识别与生物发光信号转导单元
- 识别元件：质粒 pTetLux1 中 tetA 启动子/操纵子与 TetR 阻遏蛋白，识别四环素类及其4-表位代谢物
- 信号报告元件：P. luminescens 细菌荧光素酶操纵子 luxCDABE，表达荧光素酶并产生生物发光
- 膜通透增敏剂：多粘菌素B（polymyxin B, PMB，0.5 µg/mL），破坏革兰阴性外膜，促进被测物进入细胞
- 螯合增敏剂：EDTA（25 mM），螯合Mg2+，降低外膜稳定二价阳离子，增强四环素积累
- 反应介质：LB/LBPB（Luria-Bertani broth，磷酸缓冲至pH 6）及氨苄西林（Amp），维持细胞生长与质粒稳定
中文摘要
本研究采用四环素特异性发光细菌生物传感器 TetLux，建立了一种快速检测鸡肉肌肉组织中四环素类残留的方法，并通过膜通透剂多粘菌素B（PMB）和螯合剂EDTA对检测体系进行增敏，使其满足欧盟对禽肉肌肉中四环素类残留100 µg/kg最大残留限量（MRL）的筛查要求。优化后，多西环素（DC）检出限为5 ng/g，金霉素（CTC）为7.5 ng/g，四环素（TC）和土霉素（OTC）均为25 ng/g。除多西环素外，上述四环素类的MRL通常包含其4-表位代谢物。生物传感器检测中，四种4-表位代谢物均表现出诱导能力和抗菌活性；在微生物抑制试验中也观察到抗菌活性，但两种体系中其效率均低于相应母体化合物。该方法成本低、速度快，可用于四环素类母体化合物及其4-表位残留的高通量筛查。
英文摘要
Tetracycline (TC) specific luminescent bacterial biosensors were used in a rapid TC residue assay sensitized to meet the EU maximum residue limit (MRL) for TC residues in poultry muscle tissue (100 microg kg(-1)) by membrane-permeabilizing and chelating agents polymyxin B and EDTA. Sensitivities of 5 ng g(-1) for doxycycline, 7.5 ng g(-1) for chlortetracycline, and 25 ng g(-1) for tetracycline and oxytetracycline were reached. Except for doxycycline, the MRLs of these tetracyclines include their 4-epimer metabolites. In the biosensor assay, all four 4-epimers showed induction capacity and antimicrobial activity, and antimicrobial activity was also observed in the inhibition assay, although with lower efficiency than that of the corresponding parent compound in both assays. The biosensor assay is an inexpensive and rapid high-throughput screening method for the detection of 4-epimer TC residues along with their parent compounds.