本文开发了一种新型细胞基电化学生物传感器，用于定量检测虾主要过敏原Pen a 1（原肌球蛋白）并评估其IgE介导的超敏反应。将大鼠嗜碱性白血病肥大细胞（RBL-2H3）封装于I型胶原中，固定于自组装L-半胱氨酸/金纳米颗粒（AuNPsCys）修饰的金电极上，以监测IgE介导的肥大细胞致敏与激活。以二硝基酚-牛血清白蛋白（DNP-BS...
细菌生物报告器是基因工程微生物菌株，可检测特定化学物质、化学物类别或毒性、遗传毒性等全局生物效应。本文提出一种用于细菌生物传感器阵列的同步选择性荧光检测方案，能够利用单个光电探测器（光电倍增管，PMT）同时检测四类不同毒物。该方案的核心原理是将阵列中各传感元件在空间上分布的荧光信号，转换为光电探测器输出端在时间上分布的频率复用信号。...
所有活细胞均具有电特性，能够响应并产生电场与电流。已有研究表明，癌细胞的电学性质与正常增殖细胞不同，因此外电场可能对正常细胞和癌细胞产生差异效应。操控这些电学性质可为癌症治疗提供直接和/或辅助手段。本文报道了一种基于全细胞阻抗的生物传感器，用于监测不同频率（50 kHz–2 MHz）和低强度（<2 V/cm）交流电场对人 SKOV3...
无标记方法监测细胞实验能够以时间分辨和非侵入方式观察哺乳动物细胞对化学、生物或物理刺激的响应。目前应用最广的技术是阻抗分析和基于倏逝波的光学传感，如表面等离子共振（SPR）。本研究将两种技术整合到同一实验装置中，使同一细胞群可被同时监测电学与光学变化。器件基于商用SPR芯片，经光刻加工，在同一基底上形成用于阻抗分析的电极和用于激发表...
全细胞生物传感器常面临生物组分稳定性差和储存寿命短的问题。本文报道了聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)(pHEMA)固定化对一种基于蓝藻 Anabaena torulosa 的全细胞荧光生物传感器检测重金属（Cu、Pb、Cd）和农药（2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、毒死蜱(chlorpyrifos)）性能的影响。该传感器先将蓝藻包埋于...
代谢工程不断拓展微生物生产小分子的目标范围，但多数小分子难以直接筛选，且其合成通常不提高宿主适应性，使菌株改良长期受限。本文提出一种基于转录因子生物传感器筛选或选择改良小分子合成的通用策略。作者将四环素抗性基因置于小分子诱导启动子下游，使宿主在四环素压力下的抗性与生长率同培养基中小分子浓度或细胞内小分子生产表型相耦合。利用来自 Ps...
咖啡因（1,3,7-三甲基黄嘌呤）及其他甲基黄嘌呤广泛用于饮料和药物，造成显著环境污染。作者通过基因重构策略，将假单胞菌 Pseudomonas putida CBB5 的烷基黄嘌呤降解（Alx）基因簇移植到大肠杆菌 Escherichia coli 中，构建可移植的咖啡因降解操纵子。研究发现，必须加入来自 Janthinobact...
全细胞生物传感器是酶基生物传感器的良好替代方案，因其具有成本低、稳定性好、无需繁琐纯化等优势。近年来，活细胞已被用于检测多种目标物。本综述聚焦于通过遗传改造赋予微生物所需输出信号，以提升生物传感器性能。文章讨论了基于遗传/蛋白质工程和合成生物学构建具有特定信号输出、灵敏度与选择性的微生物的方法，包括报告基因表达、转录调控蛋白/诱导启...
本文报道了一种基于 CadR 转录因子的大肠杆菌全细胞荧光生物传感器，用于优化对镉和汞的特异性检测。作者通过从 CadR C 端延伸区分别截短 10 和 21 个氨基酸，获得 CadR-TC10 和 CadR-TC21 突变体，并将 cadR、cadR-TC10 和 cadR-TC21 基因作为传感元件，构建以绿色荧光蛋白（GFP）...
群体感应使细菌依据细胞密度调控基因表达，参与生物膜形成、生物发光、毒力因子和群游运动等致病过程。本文以 Chromobacterium violaceum CV026 作为 AHL 生物传感器，评估咖啡因的群体感应抑制活性。通过纸片扩散法确认所测咖啡因浓度对 CV026 无抑菌作用；在含 C6-HSL 的 LB 琼脂平板中，咖啡因以...
本文报道了一种用于检测亚砷酸盐的全细胞生物传感器，将细菌遗传工程与电化学读出相结合。该策略利用大肠杆菌天然抗砷机制：亚砷酸盐进入细胞后被选择性识别，并通过抗砷泵排出。作者将亚砷酸盐的胞内识别与电化学信号产生偶联，构建携带遗传回路的大肠杆菌报告菌株，其中β-半乳糖苷酶（β-Gal）的表达受亚砷酸盐可解除阻遏的arsR启动子控制。报告菌...
许多细菌通过群体感应（QS）根据种群密度调控基因表达，该过程依赖细胞间小分子自诱导物通讯，N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）是变形菌中最常见的自诱导物。QS 调控基因参与同种或不同种细菌之间以及细菌与真核生物之间的复杂互作。真核生物包括植物可通过合成干扰细菌 QS 系统的分子进行干预。本研究利用三种生物传感器菌株检测了水稻（Oryza ...
随着生物杀灭剂使用监管趋严，植物精油及其组分作为新型抗菌剂受到关注。本研究筛选了烯丙基异硫氰酸酯（AIT）、香芹酚、肉桂醛（CNAD）、柠檬醛和百里酚对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性，通过纸片扩散法和肉汤微量稀释法测定抑菌圈直径、最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）。AIT 和 CNAD 对...
乳腺癌细胞生长和治疗反应受微环境信号外在调控。尽管微环境在肿瘤进程中重要，但纳入周围细胞环境活性的预测指标缺乏。雌激素受体α（ERα）表达是激素依赖性肿瘤的主要特征，也是最常见乳腺癌分子亚型治疗靶点。多种可溶性因子参与 ERα 激活，但细胞微环境与癌细胞间信号复杂，呈多变量控制。微环境信号的累积影响（微环境活性）比各部分总和更难预测...
本文报道一种基于活细胞的新型多参数生物传感器系统，将石英晶体微天平（QCM）共振频率测量与电细胞-基底阻抗传感（ECIS）集成于同一器件。该传感器创新性地采用 QCM 谐振器的上电极作为 ECIS 工作电极；QCM 由薄 AT 切石英基底及正反两面金电极构成，并在石英上电极同侧附近制作半圆形对电极以集成 ECIS。牛主动脉内皮活细胞...
氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸盐氧化细菌（NOB）的电子传递链（ETC）参与将铵氧化为硝酸盐的硝化过程。多种水溶性异生物可干扰该电子传递链，因此硝化细菌群落可作为生物传感元件用于检测水污染。该体系的一个意外特征是，在某些电子传递链抑制剂存在时，氧耗量反而升高。为阐明这一效应及不同抑制剂之间的差异，作者分别监测硝化第一阶段（AOB，Ni...
本文报道了木杆菌（Xylella fastidiosa）可扩散信号因子（DSF）的分离与鉴定。DSF 由 RpfF 合成酶产生，参与协调该菌在植物宿主和昆虫媒介中的定殖。相关细菌产生的 DSF 多为不饱和脂肪酸，但 X. fastidiosa 的 DSF 被认为与其他类群不同。作者从表达 X. fastidiosa rpfF 的重组...
针对土壤和水生生物金属毒性环境标准多基于自由离子活度模型（FIAM）或生物配体模型（BLM），认为生物可利用形态主要是自由金属离子，但多种金属配合物也可被生物利用。本文以土壤细菌 Pseudomonas putida 为对象，测试中性硫酸铜/硫酸镉、负电柠檬酸铜/柠檬酸镉以及正电醋酸铜/氯化镉的生物可利用性。实验保持 Cu 或 Cd...
本研究利用响应底物限制的微生物全细胞生物传感器开发了一种可用作缩小规模（scale-down）工具的微型生物反应器平台。在大肠杆菌中选择了三种绿色荧光蛋白（GFP）转录报告系统：uspA::gfp、csiE::gfp 和 yciG::gfp。前期研究表明，这类启动子可在底物限制条件下被诱导，而在异质性生物反应器培养中受到显著抑制；本...
我们成功建立了来自日本琵琶湖特有鱼类 Honmoroko（Gnathopogon caerulescens）的细胞系。分别从睾丸和卵巢建立了 RMT1 和 RMO1 两条细胞系。初始培养使用含胎牛血清（FBS）、鱼胚胎提取物、表皮生长因子和碱性成纤维细胞因子的 Leibovitz L-15 培养基；进一步添加 forskolin 和...