工程化哺乳动物细胞设备用于监测和治疗性调节人体生理过程，是临床合成生物学的重要前沿，但现有方法难以使工程细胞在不依赖天然受体和信号通路的情况下专一感知胞外配体。本文报道模块化胞外传感器架构（MESA），这是一种自包含的受体与信号转导平台，与天然细胞过程高度正交，由可独立调节的蛋白模块组成，便于性能优化和识别新配体。MESA 通过配体...
本文报道了一种用于液相中重金属检测的高灵敏全细胞生物传感器。该传感器由涂覆聚电解质多层（PEM）的Love波声表面波器件构成，采用大肠杆菌（Escherichia coli）作为生物受体，因为有毒重金属会改变其粘弹性。声学传感器由AT切石英基底、叉指换能器和SiO2导波层组成；但SiO2在盐溶液中易降解。介孔TiO2具有良好的机械和...
本文报道了在水相中合成巯基丁二酸（MSA）包覆的 CdSe 和三元合金 CdSe(S) 量子点（QDs）的方法，并系统比较了二者在尺寸、晶体结构、表面化学、光稳定性、活性氧（ROS）产生及细胞毒性方面的差异。两种量子点经 TEM、XRD、紫外-可见吸收和光致发光光谱表征，尺寸相近（约 2 nm），但核心组成和表面化学不同。结果表明，...
膜生物反应器（MBR）中生物膜形成与 N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）等群体感应信号分子的产生密切相关。本研究从 MBR 活性污泥中分离得到 200 株形态不同的细菌，并采用两种全细胞生物传感器系统——Chromobacterium violaceum CV026 和 Agrobacterium tumefaciens A136——...
本文报道了一种用于饮用水中快速筛查毒性物质的芯片生物传感器。该器件包含封闭微流控细胞培养腔，腔内接种活细胞，并将电细胞-基底阻抗传感（ECIS）工作电极创新地布置为石英晶体微天平（QCM）谐振器的上电极，使同一细胞单层可同时进行阻抗与质量/声学测量。当有毒水样导致细胞损伤或凋亡时，细胞膜介电特性下降、细胞间及细胞-基底间隙增大，使阻...
金属（类金属）作为环境污染物的意义使其成为生态毒理学优先对象，需要开发灵敏、低成本方法以高效检测并监测环境中的这些污染物。传统分析技术存在成本高、操作复杂等缺点。原核或真核全细胞生物传感器（WCB）是用于环境监测的最新分子工具之一，其将细胞作为整合报告器，把报告基因融合到重金属响应启动子下。本文报道在热四膜虫 Tetrahymena...
砷广泛存在于食品、水和土壤中。无机砷主要来自地球化学过程，而甲基砷类化合物可由微生物转化无机砷产生，也可人为引入。甲基砷酸单钠盐（MSMA）曾广泛用作除草剂，罗沙酮（Rox）等芳香砷类化合物则用作禽畜促生长剂。有机砷在环境中可降解为无机砷，其毒性取决于氧化态、化学组成和生物可利用性。本文报道三价含砷物种是这些有机砷化合物的活性形式。...
本研究报道了一种用于化学受体无标记功能检测的新型生物工程细胞基生物传感器。该传感器基于光寻址电位传感器（LAPS）对局部细胞外酸化进行测量。作者将人苦味受体 hT2R4 和秀丽隐杆线虫嗅觉受体 ODR-10 表达于人胚肾 HEK-293 细胞膜上，并以可移动聚焦激光照射目标单细胞，监测受体与特异性配体结合后的功能响应。利用腺苷酸环化...
本文建立了一种用于筛选 NADPH 依赖酶（如立体特异性醇脱氢酶）的超高通量单细胞检测系统。该系统基于大肠杆菌含 [2Fe−2S] 簇的转录调控因子 SoxR：SoxR 的铁硫簇处于氧化态时可激活 soxS 表达，处于还原态时不激活；而 SoxR 的还原由 NADPH 依赖还原酶维持。当细胞中 NADPH 消耗增加时，SoxR 还原...
本研究构建了两种可用于大肠杆菌代谢工程的黄酮类化合物生物传感器。传感器由异源转录调控因子与自荧光蛋白报告系统组成：来自Herbaspirillum seropedicae SmR1的转录激活因子FdeR可响应柚皮素（naringenin），而来自Bacillus subtilis的阻遏蛋白QdoR可被槲皮素（quercetin）和山...
神经紧张素受体1（NTSR1）是G蛋白偶联受体（GPCR）家族成员，其天然配体神经紧张素（NT）是中枢神经系统神经调节肽，并参与多种致癌过程，因此NTSR1是医药与治疗领域的重要分子靶点。本研究构建了一种基于荧光报告的微生物酵母生物传感器，用于监测人NTSR1信号对其激动剂的激活。为提高传感器灵敏度，作者对携带GFP报告基因的酵母菌...
本研究调查并验证了一种新型全细胞细菌生物传感器，该传感器可响应阿糖胞苷（ara-C，cytarabine）的活性代谢物阿糖胞苷三磷酸（ara-CTP）并发出光信号。该传感器被设计为适用于外周血或骨髓细胞的体外检测法，可在一个工作日内获得临床结果。ara-C是治疗急性髓系白血病（AML）的关键药物，AML治疗决策通常需在同一天内完成，...
生物发光技术已广泛应用于生物传感器，其中天然发光细菌费氏弧菌（Vibrio fischeri）常用于水毒性分析。本研究评估了两种新克隆的甲虫荧光素酶用于大肠杆菌“光关闭”（light off）毒性生物传感器的适用性：Macrolampis 萤火虫荧光素酶和 Pyrearinus termitilluminans 叩头虫荧光素酶。结果...
本研究基于稳定表达 Nfkb-RE/GFP、Fabp4-P/CFP 和 Nrf2-P/YFP 荧光报告基因的 3T3-L1 前脂肪细胞系，建立三种全细胞荧光生物传感器，通过报告脂肪细胞荧光变化鉴定营养保健品的炎症、脂肪生成和抗氧化状态。作者用 LPS、罗格列酮（BRL）和全反式视黄酸（RA）验证体系，并检测山竹黄烷酮芒果苷（MGs）...
本研究开发了一种基于大肠杆菌（Escherichia coli）转录应答的全细胞生物传感器检测方法，用于同时检测氧化锌纳米颗粒（ZnO nanoparticles, ZnO NPs）的两种毒性机制。其一，ZnO 纳米颗粒在分散体系中溶解并释放 Zn2+，通过锌离子外排基因 zntA 和锌离子摄取基因 znuABC 的转录变化进行识别...
本研究采用基于细胞的电化学阻抗生物传感方法评估石墨烯纳米片的细胞毒性。该传感器将指叉式氧化铟锡（ITO）电极集成于自制微型培养箱中，并置于倒置光学显微镜载物台上，实现电化学测量与细胞光学监测同步进行。在10 mM K3[Fe(CN)6]体系中，指叉ITO电极的阳极峰电流（Ipa）和阴极峰电流（Ipc）与扫描速率呈良好线性，R2分别为...