本文提出一种基于活细菌传感菌株发光诱导、并集成于便携式无透镜CCD光学分析仪LumiSense的快速简便方法，用于食品样品中抗生素残留的灵敏检测。以环丙沙星为模型抗生素，工程化大肠杆菌在检测到目标物后通过recA启动子诱导luxCDABE生物发光基因表达，产生剂量依赖的光信号。系统响应时间为20–80 min，牛奶、蛋清和鸡精中的检...
生物传感器可实时监测特定小分子并精确调控基因表达，但调节其性能的策略仍较少。本文报道在大肠杆菌中构建可调节的腐胺生物传感器。作者利用天然腐胺响应阻遏蛋白 PuuR 作为识别元件，将其同源操纵子 PuuO 插入强启动子 tac 等序列中，构建合成启动子 TacR2，以控制下游绿色荧光蛋白 GFPmut3 的表达。该传感器对腐胺具有特异...
监测厌氧消化（AD）渗滤液中乙酸和丙酸浓度变化对AD系统稳定运行至关重要。本文报道了一种新型丙酸全细胞生物传感器的开发。研究以先前可基于耗氧测量选择性测定合成渗滤液中乙酸的大肠杆菌突变体IMD Wldgy为起点，但丙酸生长的IMD Wldgy细胞丙酸:乙酸耗氧比极低（1:2.4）。通过筛选丙酸生长大肠杆菌菌株，发现IMD 1具有较有...
维生素与矿物质等微量营养素缺乏是全球重大健康问题，但现场评估人群营养状况存在物流困难。全细胞生物传感器有望将样品分析从集中、资源密集的临床实验室转移到资源有限的现场。本文报道了一种基于大肠杆菌（Escherichia coli）的概念验证全细胞生物传感器，用于检测锌这一重要微量营养素。该传感器通过两种锌响应启动子/转录因子系统分别调...
全细胞光学生物传感器通过将藻类、细菌或哺乳动物细胞固定于不同基底，已应用于生态毒理、生物制药和医学诊断等领域。本文报道利用基质辅助脉冲激光蒸发（MAPLE）技术，在聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）修饰的玻璃载玻片上沉积溶菌微球菌（Micrococcus lysodeikticus, ML）功能菌层，并将其作为光学生物传感器用于血清...
重组DNA技术已用于开发多种全细胞生物传感器，以检测包括重金属离子在内的环境污染物。全细胞生物传感器具有培养简便、成本低、可多重检测且无需特殊分析技术等优点。在合成生物学时代，前沿DNA测序和基因合成技术加速了细胞基传感器的发展。本文综述全细胞重金属生物传感器的当前技术进展，包括合成生物学元件（生物部件）、传感与报告模块、遗传电路和...
发现并选择性利用木质纤维素生物催化剂对下一代生物炼制的经济性至关重要。本文报道了一种重构的全细胞 GFP 荧光生物传感器，用于高通量鉴定来自不可培养古菌和细菌环境 DNA 中可将木质素转化为特色化学品的生物催化剂。该传感器由大肠杆菌 emrRAB 操纵子的转录调控子 EmrR 及其启动子组成，并借助数学模型优化其构型。传感器能灵敏、...
纤维素作为可再生生物质资源的高效利用依赖于经济可行的酶解技术。本研究开发了一种用于检测纤维素酶解活性的全细胞生物传感器，其核心是利用来自热纤梭菌（Thermobifida fusca）的转录调控因子 CelR 识别纤维二糖（cellobiose），并转录激活下游绿色荧光蛋白（GFP）报告基因。该全细胞生物传感器被命名为可检测纤维二糖...
群体感应（QS）是抑制铜绿假单胞菌宿主适应性和致病性的有前景靶点。过去十年，许多研究聚焦于筛选具有抗QS活性的小分子或蛋白，主要靶向以N-3-氧代十二酰基高丝氨酸内酯（3OC12-HSL）为信号分子的las QS系统。已有多种实验方法用于鉴定干扰3OC12-HSL受体LasR活性/稳定性、合成酶LasI功能，或信号分子本身稳定性/生...
墨西哥奇瓦瓦沙漠中的Cuatro Ciénegas盆地（CCB）是磷含量极低、生物多样性极高的极端寡营养绿洲。该地微生物可产生多种毒力因子、抗生素及群体感应（QS）信号分子，包括非核糖体环二肽（CDPs），从而定殖不同生态位。本研究从CCB Churince水系统Lagunita池塘分离出以γ-变形菌为主的细菌种群，并分析其拮抗作用...
利用体内生物传感器定量监测胞内代谢物，是筛选高产菌株并实时观察产物积累的有效手段。本研究基于谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）的 LysR 型转录调控因子 ShiR 构建了一种莽草酸（shikimic acid, SA）生物传感器。该传感器在单细胞水平上对胞内 SA 浓度升高具有特异性响应，线性范围...
生物传感器是将生物材料与合适检测平台结合，用于检测病原微生物、致癌、致突变和/或有毒化学物质或报告生物效应的装置。近年来，大量不同类型生物传感器被开发并应用于多种医学场景，主要源于其众多优势与应用潜力。本综述首先比较生物传感器技术与分析学及常规技术的优势，随后重点讨论生物传感器的分类及其在医学应用中的作用，包括致癌和致突变化学物质的...
大环内酯是一类具有广泛强效生物活性的天然产物，由 I 型聚酮合酶（PKS）及相关酶机器生物合成。药物发现、药物生产和探针开发迫切需要获取大环内酯及其非天然衍生物。通常，在不同微生物宿主中工程化大环内酯及其类似物生物合成的努力，受限于大环内酯生物合成途径的复杂性，以及我们理性重编程 I 型 PKS 和 PKS 后修饰机器的能力有限。基...
核糖开关是一类仅由 RNA 组成、可遗传编码的传感-调节元件，能够响应代谢物并调控基因表达，因而在代谢物监测中具有应用潜力。然而，核糖开关的动态范围、基础表达和操作范围等功能参数需针对具体应用进行优化，而其序列-功能关系复杂，优化并不直接。本文以人工 L-色氨酸核糖开关为例，提出三种系统调优策略。首先，通过改变组成型启动子强度或质粒...
本文报道了一种新型、简便的基于细胞的电化学生物传感器，用于评估从中国干腌火腿中分离的植物乳杆菌菌株无细胞提取物的抗氧化能力。该传感器以 RAW264.7 巨噬细胞为生物识别元件，通过测定细胞受刺激后释放的过氧化氢（H2O2）通量，间接反映细胞内氧化应激水平变化。传感器采用一步酸化二氧化锰（a-MnO2）修饰金电极（GE）固定 RAW...
生命系统的多样性为生物传感提供了丰富分子与系统基础，而理想的生物传感器应具备稳健、特异和可靠等特性。无机砷是广泛分布且毒性极强的饮用水污染物，长期暴露可引发皮肤病变、癌症及多系统疾病，严重威胁公共健康。为开发可用于现场检测的砷生物传感器，作者基于 iGEM 标准生物部件注册库中的 BioBricks，设计了一种 I1 型非相干前馈回...
α-突触核蛋白（αS）是天然无序的突触前蛋白，其聚集是帕金森病（PD）及相关疾病发病的关键因素，其中前纤维和寡聚中间体对细胞具有毒性。本研究采用荧光素酶片段互补实验设计了一种“信号开启”型全细胞生物传感器，用于在活细胞内监测 A53T 突变型 αS 的寡聚化。随后，作者利用该传感器及体外实验考察了石墨烯量子点（GQDs）和氧化石墨烯...
丙二酰辅酶A（malonyl-CoA）是脂肪酸、多酮体、芪类和黄酮类等天然产物生物合成的重要前体，但大肠杆菌胞内 malonyl-CoA 水平较低，限制了其合成应用。为快速鉴定能够增强 malonyl-CoA 合成的菌株，作者开发了一种全细胞生物传感器。该传感器基于可响应三乙酸内酯（TAL）的突变 AraC 转录调控蛋白 AraC-...
细胞类型鉴定和分化过程通常需要流式细胞术、免疫细胞化学和分子标志物检测等复杂技术，依赖专业设备和人员。本研究旨在分析电生物阻抗谱(EBIS)测量作为简单替代技术，用于识别未分化小鼠多能干细胞(mPSCs)、小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)以及3T3-L1前脂肪细胞向成熟脂肪细胞分化过程中的细胞群体。将约2×10^5个细胞悬于200 µ...
多巴胺（DA）是重要的儿茶酚胺类神经递质，其水平变化与帕金森病、亨廷顿病等神经退行性疾病密切相关。传统电化学、微透析和荧光检测方法常受抗坏血酸、尿酸、肾上腺素和去甲肾上腺素等结构或氧化电位相似物质的干扰。本研究开发了一种新型双信号全细胞生物传感器，利用工程化大肠杆菌通过产生红色荧光蛋白（RFP）和 6-脱羧甜菜碱色素来检测 DA。该...