Reporter Gene Assays in Ecotoxicology.
为快速、简便地评估环境样品的潜在毒性，报告基因检测应运而生。该方法利用经遗传工程改造的测试细胞（生物报告器），使其在受到毒性刺激后表达易于定量的报告蛋白，从而产生可测信号。细菌因响应快、成本低、保存方便、易于操作和遗传改造，成为理想的生物报告器。文中综述了用于一般毒性和遗传毒性评估的多种细菌生物报告器，以及用于内分泌干扰物和二噁英样...
Toxicity evaluation of e-juice and its soluble aerosols generated by electronic cigarettes using recombinant bioluminescent bacteria responsive to specific cellular damages.
电子烟作为传统香烟的替代品被广泛使用，但其安全性尚未充分确立。本文展示并验证了一种分析方法，利用应激特异性重组发光细菌细胞（RBCs）作为全细胞生物传感器，区分电子烟油（e-juice）和可溶电子烟油气溶胶（SEA）的有害效应。这些 RBCs 携带由特定启动子严格调控的 luxCDABE 操纵子，分别响应 DNA 损伤（recA）、...
Application of a Bacillus subtilis Whole-Cell Biosensor (PliaI-lux) for the Identification of Cell Wall Active Antibacterial Compounds.
基于报告菌株对特定刺激响应的全细胞生物传感器，是监测特定环境条件或化学物质存在的稳健且低成本手段，在药物发现中常用于从大量细菌或真菌菌株中筛选抗菌化合物。本文描述了一种基于生物发光的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）生物传感器在发现细胞壁活性物质中的应用。该系统以特征明确的 PliaI 启动子为核心，该启动子可被多种...
An impedimetric biosensor for the diagnosis of renal cell carcinoma based on the interaction between 3-aminophenyl boronic acid and sialic acid.
肾细胞癌（RCC）晚期癌细胞常高表达富含唾液酸的糖蛋白，使其更容易进入血液或尿液，而传统血液诊断复杂且耗时。本研究开发了一种简便、无创的电化学细胞生物传感器，用于尿液中 RCC 的早期检测。该传感器以金电极为基底，通过循环伏安法将聚吡咯（PPy）与牛血清白蛋白包覆银亚微米颗粒（Ag@BSA）共沉积，形成兼具导电性、生物相容性和低细胞...
An investigation of the interactions between an E. coli bacterial quorum sensing biosensor and chitosan-based nanocapsules.
本研究考察了壳聚糖基纳米胶囊（NC）与大肠杆菌群体感应报告菌株之间的相互作用。NC 平均水动力直径约114–155 nm，多分散系数约0.127，ζ电位约+50 mV。作者采用动态光散射（DLS）和纳米颗粒追踪分析（NTA）对 NC 进行表征，并测定单位体积内 NC 的绝对浓度。通过离心、DLS 和 NTA 实验，确定 NC 与细菌...
A novel label-free cell-based assay technology using biolayer interferometry.
生物层干涉（BLI）是一种成熟的光学无标记技术，用于研究生物分子相互作用。本文首次报道基于细胞的BLI（cBLI）应用，可在无标记条件下实时监测活细胞内的信号转导。将人A431上皮样癌细胞捕获到胶原包被的生物传感器上并进行血清饥饿处理，随后暴露于靶向不同受体的激动性化合物，同时记录cBLI信号。表皮生长因子（EGF）刺激表皮生长因子...
Bacterial host and reporter gene optimization for genetically encoded whole cell biosensors.
基于报告基因的全细胞生物传感器可在实验室条件下高选择性和高灵敏度地检测水中有毒金属，但要转化为商业在线水分析仪，必须针对现场条件和成本进行优化。本文围绕细菌宿主与报告基因选择，比较了基于组成型启动子的全局毒性传感器和基于砷酸盐诱导Pars启动子的砷酸盐传感器。结果显示，五种大肠杆菌菌株携带两种lux型传感器时生物发光水平差异显著，说...
Surface Plasmon Resonance based sensing of lysozyme in serum on Micrococcus lysodeikticus-modified graphene oxide surfaces.
溶菌酶是存在于泪液、唾液、血清和尿液等生物体液中的酶，在白血病、肾脏疾病及多种炎症性胃肠道疾病中水平升高。本文报道了一种基于溶菌酶生物活性而非生物亲和识别的新型溶菌酶传感概念：在表面等离子共振（SPR）金界面上，通过聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDDA）与氧化石墨烯（GO）的静电层状组装构建稳定界面，并吸附溶菌酶裂解性微球菌（Micro...
Biosensor cell assay for measuring real-time aldosterone-induced release of histamine from mesenteric arteries.
本研究旨在建立一种实时检测组胺释放的方法，并检验醛固酮孵育是否能诱导离体灌注小鼠肠系膜动脉释放组胺。作者以负载 Fura-2 钙指示剂、稳定转染小鼠组胺 H1 受体的 HEK-293 细胞（HEK-H1）作为生物传感器，通过荧光成像监测细胞内 Ca2+ 瞬变峰值，从而间接反映组胺对 H1 受体的激活。结果显示，该生物传感器对生理相关...
Profiling the biological effects of wastewater samples via bioluminescent bacterial biosensors combined with estrogenic assays.
本研究将多种重组生物发光细菌与酵母雌激素活性检测相结合，用于快速评估污水及海水样品的生物效应。所用大肠杆菌菌株分别携带 katG、sodA、grpE、fabA 和 LITE2 应激响应启动子驱动的 luxCDABE 报告基因，可响应羟基自由基、超氧阴离子、蛋白损伤、细胞膜损伤和细胞毒性；酵母 BY4741 携带人雌激素受体和受雌激素...
A bioluminescent arsenite biosensor designed for inline water analyzer.
基于报告基因系统的全细胞生物传感器可快速检测水中痕量有机或金属化合物。此类传感器在实验室条件下已得到充分表征，但将其转化为用于水网监测的技术装置仍停留在概念阶段。开发半自主在线水分析仪的关键难点在于：在满足终端用户所需自主运行时间的同时，保持细菌生物传感器的灵敏度、特异性和响应时间。本文评估了冻干对两种基于报告基因系统、宿主为大肠杆...
Pushing the limits of nickel detection to nanomolar range using a set of engineered bioluminescent Escherichia coli.
由于镍对生物体有害，水中镍的检测具有重要意义，全细胞生物传感器提供了一种替代方案。本研究旨在构建一种发光细菌生物传感器，用于高特异性、低检测限地检测镍。该传感器基于大肠杆菌 RcnR 镍/钴金属调节因子及其天然靶启动子 PrcnA 与 lux 报告基因的融合回路。为将 RcnR 改造为镍特异性识别元件，作者测试了多个点突变并保留 C...
[Construction of an Escherichia coli strain for sensitive detection of arsenite ion in water].
为构建一种高灵敏、高特异性的砷离子荧光报告大肠杆菌菌株，本研究利用基因敲除技术敲除大肠杆菌中负责向胞外转运砷离子的 arsB 基因，获得对 As3+ 敏感的突变株；同时构建含砷检测元件 Pars-arsR-egfp 的融合载体 pET28b-Pars-arsR-egfp，并将其转化至 arsB 敲除菌中，完成敏感型 As3+ 检测菌...
Development and Application of a Synthetically-Derived Lead Biosensor Construct for Use in Gram-Negative Bacteria.
铅虽在制造业中的使用已显著减少，但历史广泛使用及不当处置造成环境污染，铅可通过吸入、摄入或接触进入生物体并导致中毒。本研究基于合成生物学原理，开发用于检测铅的质粒型全细胞细菌生物传感器。该生物传感器遗传元件包含编码金属感应调控蛋白 PbrR 的 pbrR 基因、其天然反向启动子区 Ppbr 以及无启动子绿色荧光蛋白基因 gfp（gf...
High-throughput living cell-based optical biosensor for detection of bacterial lipopolysaccharide (LPS) using a red fluorescent protein reporter system.
细菌脂多糖（LPS）毒性高，可引发脓毒症和感染性休克，因此需要特异、灵敏的痕量 LPS 检测方法。本文报道了一种基于活细胞转录报告系统的高通量 LPS 光学生物传感器。该传感器以稳定表达人 TLR4、MD2 和 CD14 的 293/hTLR4A-MD2-CD14 细胞为基础，并转染受 NF-κB 响应元件控制的红色荧光蛋白 mCh...
Whole-cell biosensor of cellobiose and application to wood decay detection.
真菌对木材的生物降解是木材作为材料使用的主要威胁之一。目前该腐朽过程通常依靠质量损失等经验方法评估，往往在真菌侵染已较严重、木质结构已受损时才能发现。为在更早阶段检测真菌对木材的侵染，本研究基于细菌整细胞生物传感器技术开发了一种新的木材降解诊断工具。该工具改造了土壤细菌链霉菌中用于检测纤维二糖的 CebR 传感器系统；纤维二糖是纤维...
Functional mining of transporters using synthetic selections.
细菌膜转运体中约四分之三功能未知，序列同源性难以准确预测底物特异性。本文报道一种不依赖序列的高通量转运体功能挖掘方法，其核心是配体响应型生物传感器系统：只有当细胞编码特定配体转运体时，胞内代谢物浓度升高才会激活核糖开关并表达抗生素抗性基因，从而在双抗生素选择下存活。作者构建了硫胺素焦磷酸（TPP）响应核糖开关选择系统，从土壤和肠道微...
A cell-based biosensor for nanomaterials cytotoxicity assessment in three dimensional cell culture.
纳米颗粒（NPs）广泛用于消费品和医药产品，其在环境中高存在率引发健康担忧，但 NPs 与细胞或组织相互作用的知识有限。由于欧盟要求大幅减少科学用途的动物实验（Directive 2010/63），亟需发展体外模型评估潜在有害物。本文描述一种用于评估 NPs 细胞毒性的新型细胞基生物传感器。该传感器基于表达分泌型碱性磷酸酶（SEAP...
High-efficient and high-content cytotoxic recording via dynamic and continuous cell-based impedance biosensor technology.
基于细胞的生物测定是评估化合物毒性的有效方法，但传统标记型终点法只能获取有限时间点的细胞活力信息，难以满足高通量动态监测需求。本文报道了一种基于动态连续细胞阻抗生物传感器技术的高效、高信息量细胞毒性记录方法。该方法利用叉指电极阻抗传感器阵列连续监测HepG2细胞的生长状态，并从动态阻抗响应曲线中提取细胞活力、抑制率和生长速率。以腹泻...
Engineering prokaryotic transcriptional activators as metabolite biosensors in yeast.
全细胞生物催化剂是可持续生产大宗和精细化学品的重要途径，但筛选最优细胞设计通常通量低。本文在酿酒酵母中系统构建基于原核 LysR 型转录调控因子（LTTR）的小分子结合型转录激活因子生物传感器。作者通过多参数工程策略，优化操纵子位置、启动子长度和 LTTR 表达水平，获得低本底、高诱导的 209bp_CYC1p_BenO_T1 报告...