An automated microreactor for semi-continuous biosensor measurements.
活细菌或酵母细胞常作为生物报告细胞用于检测特定化学分析物或样品毒性。特别是携带合成基因线路、可在特定靶标诱导下产生可靠非天然信号（如荧光蛋白或生物发光）的细菌或酵母，可构建稳健灵活的检测平台。本文报道了主要用于批量样品分析的荧光报告细菌（bactosensor）如何被部署到单一紧凑型生物芯片中，实现自动半连续靶标分析。基于大肠杆菌的...
Self-assembled particle membranes for in situ concentration and chemostat-like cultivation of microorganisms on a chip.
近年来，微颗粒被用作微流控器件中的纳米多孔膜，促进多种芯片生物检测。本文报道了一种集成自组装颗粒膜（SAPM）的微流控器件，利用蒸发驱动毛细力将颗粒浓缩至目标微腔阵列，并通过依次引入不同溶液调控微腔阵列的化学环境。结果表明，该 SAPM 集成微腔阵列可在 2 h 内将微颗粒浓缩至多 120 倍，在 1 h 内将微生物细胞浓缩至多 3...
Effect of source-separated urine storage on estrogenic activity detected using bioluminescent yeast Saccharomyces cerevisiae.
本研究旨在证明发光酿酒酵母全细胞生物传感器 Saccharomyces cerevisiae（BMAEREluc/ERα）可用于检测新鲜及储存人尿中的总体雌激素活性。源分离尿液用于农业可去除人类雌激素来源并实现氮、磷、钾等营养回收，但尿液在农业施用前应降低雌激素活性，防止其迁移至土壤。由于卫生要求通常需储存 6 个月，因此储存期间雌...
Development of a highly specific and sensitive cadmium and lead microbial biosensor using synthetic CadC-T7 genetic circuitry.
本文从海洋沉积物来源细菌Bacillus oceanisediminis 2691的基因组中挖掘到多个cadC同源基因，这些基因编码重金属响应型转录因子。作者利用荧光报告基因系统表征了各CadC蛋白对重金属离子的响应，发现不同CadC调节蛋白对Cd2+、Pb2+、AsO2−和Zn2+具有不同特异性，可作为模块化重金属生物传感器元件。...
Analysis of amino acid substitutions in AraC variants that respond to triacetic acid lactone.
大肠杆菌转录调控蛋白 AraC 可响应 L-阿拉伯糖调控 ara 基因表达。为开发遗传编码分子报告器，作者此前通过同时随机化配体结合口袋五个位点，并经多轮正负荧光激活细胞分选（FACS），筛选出响应三乙酸酸内酯（TAL）的 AraC 变体 AraC-TAL1。本文表明，改变筛选方案可从同一 AraC 文库中鉴定出 9 个新的 TAL...
Detection of Quorum Sensing Molecules and Biofilm Formation in Ralstonia solanacearum.
许多细菌利用可扩散小分子信号进行群体感应（quorum sensing, QS）通讯，多数革兰氏阴性菌以酰基高丝氨酸内酯（acyl homoserine lactone, AHL）作为信号分子，并依据种群密度调控特定基因表达。本研究旨在检测从出现细菌萎蔫症状的番茄病株中分离的 Ralstonia solanacearum 菌株产生 ...
Application of genetically engineered microbial whole-cell biosensors for combined chemosensing.
过去20年，通过遗传工程改造的微生物全细胞生物传感器（EMWCBs）在化学感知与环境监测方面取得显著进展。这类传感器以活微生物细胞为识别与转导单元，将特定代谢调控盒与报告基因连接，使目标化学物质能够诱导电流、电位、热、电导、显色、发光或荧光等输出信号，从而为污染评估提供简便替代途径。由于人类活动造成的真实污染常由多种化学物质混合组成...
A High-Content Assay to Screen for Modulators of EGFR Function.
基于细胞的检测方法能够识别具有细胞通透性的激酶功能调节剂，为依赖纯化重组激酶催化域的传统酶活驱动药物发现提供替代策略。本文描述了一种基于结构域的高内容生物传感器方法，用于研究内源性表皮生长因子受体（EGFR）活性。该方法利用稳定表达绿色荧光蛋白标记的GRB2 Src同源2结构域（GFP-GRB2-SH2）的A549-EGFRB细胞，...
Evidence for the widespread production of DSF family signal molecules by members of the genus Burkholderia by the aid of novel biosensors.
许多细菌利用顺式-2-不饱和脂肪酸，即 DSF（可扩散信号因子）家族信号分子，进行种内和种间通讯，调控生物膜形成、运动性、水解酶产生及毒力因子表达。本研究基于 Burkholderia cenocepacia H111 中 BDSF（伯克霍尔德菌可扩散信号因子）依赖的群体感应回路组件，构建了新型 luxAB 生物发光和 GFP 荧光...
Interference of heavy metals on the photosynthetic response from a Cr(VI)-resistant Dictyosphaerium chlorelloides strain.
生物传感器的特异性取决于生物元件与换能器的合理匹配。本研究以实验室驯化获得的高浓度六价铬[Cr(VI)]耐受绿藻 Dictyosphaerium chlorelloides 菌株为对象，考察其他重金属离子对其光合活性的干扰。将野生型 Dcwt 与 Cr(VI) 耐受株 DcCr(VI)R25 分别暴露于递增浓度的 Ag+、Co2+、...
Specific detection of the pesticide chlorpyrifos by a sensitive genetic-based whole cell biosensor.
本研究报道了一种基于遗传调控的全细胞生物传感器，用于特异性检测有机磷农药氯吡磷（chlorpyrifos, CPF）。该传感器以大肠杆菌（Escherichia coli）为宿主，携带表达氯吡磷响应转录激活因子 ChpR 的质粒，以及由 Sinorhizobium meliloti chpA 启动子驱动的 atsBA 转录融合质粒。...
Regulatable and Modulable Background Expression Control in Prokaryotic Synthetic Circuits by Auxiliary Repressor Binding Sites.
合成基因线路中的表达控制常受背景泄漏限制，难以在保持极低背景的同时获得高输出，这制约了高灵敏度生物传感器的构建。本文证明，在可调控启动子中引入辅助转录因子结合位点，可显著提高原核生物传感器电路的信噪比。以大肠杆菌 ArsR 阻遏蛋白及其操纵子为例，将额外的 ArsR 操纵子置于目标启动子下游，可呈距离依赖方式形成转录路障，降低下游报...
Design of a toxicity biosensor based on Aliivibrio fischeri entrapped in a disposable card.
海洋环境退化尤其受烃类污染影响，已成为欧洲当局关注的问题。传统总毒性评估方法（ISO 11348 标准）不适合港口、浴场等原位监测场景。为此，细菌生物传感器成为合适工具。本文报道一种用于原位毒性监测的创新生物发光生物传感器，其核心是将野生海洋发光菌 Aliivibrio fischeri ATCC® 49387™包埋于琼脂糖基质中，...
Measurement of Bacterial Bioluminescence Intensity and Spectrum: Current Physical Techniques and Principles.
生物发光是生物体产生的光，细菌生物发光是野生型或基因工程菌产生的冷光。由于合成生物学、微生物学、毒理学和生物物理学的交叉，基于细菌生物发光的全细胞生物传感器被设计并广泛用于生态毒理、食品毒性和环境污染检测。本章首先从光学谱角度介绍生物发光背景，随后介绍用于细菌生物发光检测的各种物理平台，包括光电倍增管（PMT）、电荷耦合器件（CCD...
Anti-quorum sensing activity of flavonoid-rich fraction from Centella asiatica L. against Pseudomonas aeruginosa PAO1.
群体感应（QS）是细菌依赖细胞密度的基因表达调控，抑制 QS 是开发抗致病剂的重要策略。本研究以 Chromobacterium violaceum CV026 生物传感器生物测定法检测传统草药积雪草（Centella asiatica）乙醇提取物的抗 QS 活性，并通过生物测定指导的分级评估乙酸乙酯馏分（CEA）对 C. viol...
Application of algae-biosensor for environmental monitoring.
针对水污染、过度施肥和污水处理不足等环境问题，本文提出一种基于活绿藻（Chlorella Kessleri）和智能移动实验室（IMOLA）的水质监测方法。该方法同时使用两套 IMOLA 系统，一套用于测量，一套作为参考，以验证测量系统内因污染引起的变化。IMOLA 包含发光二极管（LED），用于刺激固定在生物芯片上的活藻进行光合作用...
A novel Love Wave biosensor for rapid and sensitive detection of marine toxins.
海洋毒素由浮游生物产生，可通过食物链在贝类和鱼类中富集，对人类健康造成严重危害。因此，开发快速、高效的海洋毒素检测方法具有重要意义。本研究提出一种用于快速检测石房蛤毒素（okadaic acid, OA）的实时 Love Wave 生物传感器，并以 HepG2 细胞系作为传感元件。结果表明，该基于细胞的生物传感器能够实时反映 OA ...
Sensitive Detection of Proteopathic Seeding Activity with FRET Flow Cytometry.
越来越多的证据支持毒性蛋白聚集体或蛋白病理性种子在细胞间传播，是阿尔茨海默病及相关tau病等神经退行性疾病发病和进展的机制。tau种子的关键作用迫切需要灵敏检测生物样品中种子活性的方法。本研究将荧光共振能量转移（FRET）的特异性、流式细胞术的灵敏性和单克隆细胞系的稳定性相结合，建立超灵敏种子检测法，适用于重组样品和生物样品，包括人...
Defining an additivity framework for mixture research in inducible whole-cell biosensors.
本研究针对诱导型全细胞生物传感器中的混合物效应建模，建立并实现了新的加性框架。该方法是对有效剂量（EDp）概念的多变量扩展，能够考虑不同分析物之间的最大效应差异以及超过最大允许浓度后的响应抑制，从而实现Loewe加性在多相剂量反应框架中的直接应用。作者将该加性定义用于蓝藻生物传感器Synechococcus elongatus PC...
A UAV-Mounted Whole Cell Biosensor System for Environmental Monitoring Applications.
本研究报道了一种用于环境监测的便携式全细胞生物传感器系统，可应用于空气质量控制、水污染监测和辐射泄漏检测。系统由轻质机械外壳、温度调节系统和微流控细菌接种通道组成，总质量小于200 g，可作为细胞接种的便携式培养箱，并挂载于无人机上，用于监测偏远和难以到达的区域。反馈控制系统可将接种温度维持在0.05 °C以内。聚二甲基硅氧烷（PD...