全细胞生物传感器对污染物通常缺乏特异性，但可用于环境监测。为充分利用其多响应特性，需要稳健的分类方法从传感器信号中识别被测物。本文评估遗传编程（GP）用于基于多物种微藻全细胞生物传感器响应模式识别除草剂及除草剂类别。作者重新分析先前报道的芯片化微藻阵列生物传感器数据，该传感器固定化9株微藻，通过脉冲幅度调制成像叶绿素荧光计记录除草剂...
全细胞细菌生物报告菌需要高灵敏、坚固且可小型化的光子计数模块，才能实现现场生物传感功能。本研究评估了带热电冷却器的硅光电倍增管（SPM）在低水平生物发光检测中的光子计数读出性能，并探讨其用于可部署全细胞生物传感器的潜力与局限。检测性能通过模拟LED光源和基因工程荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens 5RL生物报...
群体感应（quorum sensing, QS）使细菌通过 QS 信号分子相互通讯，并以群体方式调控致病性、生物膜形成等行为。肠道菌群可能参与炎症性肠病（IBD）发病，抗生素是克罗恩病（CD）的可选治疗手段之一。本研究采用基因工程发光细菌全细胞传感系统，评估常用于慢性炎症治疗的抗生素干扰 QS 的能力。作者考察了环丙沙星（cipro...
合成生物学的核心之一是工程化基因调控网络。通过理性重构调控系统组分，可将环境刺激转化为可量化的荧光或发光输出，从而构建全细胞生物传感器。针对BTEX（苯、甲苯、乙苯和二甲苯）的检测，已有传感器多基于Pseudomonas putida mt-2 TOL途径的主要转录调控因子XylR及其Pu启动子；在间二甲苯、甲苯或3-甲基苄醇等效应...
本研究构建了一种用于检测谷氨酰胺（glutamine, Gln）的大肠杆菌全细胞生物传感器 GlnLux。该传感器以谷氨酰胺营养缺陷型大肠杆菌 JW3841-1（glnA732::Kan）为细胞换能器，通过转入由组成型 T7 启动子驱动的费氏弧菌 luxCDABE 发光操纵子质粒 pT7-lux 实现信号输出。由于菌株缺失谷氨酰胺合...
本研究对哥伦比亚植物精油进行了气相色谱-质谱（GC-MS）表征，并利用细菌生物传感器菌株评估其抗群体感应（anti-quorum sensing, anti-QS）活性。Lippia alba 精油存在柠檬烯-香芹酮和香茅醛（香叶醛-香茅醛）两种主要化学型；其他物种精油主要成分包括 Ocotea sp. 的 α-蒎烯、Swingle...
本研究利用基因工程红色素产生菌耐辐射奇球菌（Deinococcus radiodurans）构建镉（Cd）比色全细胞生物传感器。基于芯片数据，筛选高Cd诱导基因DR_0070、DR_0659、DR_0745和DR_2626的假想启动子，构建lacZ报告盒并转入D. radiodurans R1评估活性与特异性。DR_0659启动子对...
本文报道了一种基于磁性纳米粒子（MNP）功能化活细胞在丝网印刷电极表面磁性保留的安培型全细胞除草剂生物传感器。作者证明，包被生物相容性MNP的栅藻（Chlorella pyrenoidosa）微藻细胞可通过永磁体保留在电极表面，并作为快速检测除草剂的传感元件。磁性功能化不影响微藻活力，也不影响其基于光合活性的三嗪类除草剂识别能力。在...
镉是环境中常见且危害人体健康的污染物，其检测具有重要意义。本研究以常见潜在致病菌金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）为生物识别元件，探索可用于镉(II)离子传感的代谢标志物。作者考察了0、1.25、2.5、5、10、15、25和50 µg/mL Cd(II)对细菌生长和能量代谢的影响。结果显示，硫醇化合物代谢...
开发抗致病剂以控制细菌毒力基因是替代抗生素的策略之一，群体感应（QS）是重要靶标。本研究使用六种依赖 N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）的细菌生物报告菌株，评估蜂胶是否含有能抑制 QS 控制的 AHL 信号成分，并检测蜂胶对机会致病菌铜绿假单胞菌 PAO1 的 QS 依赖群游运动的影响。不同来源蜂胶酊剂在理化谱和吸收光谱上存在差异。在 ...
细菌生物报告器与微流控系统结合有望实现化学或毒性目标的现场检测。作者将工程化大肠杆菌细胞封装于琼脂糖微珠并集成到 PDMS 微流控芯片中，用于检测饮用水中的无机砷。该菌株在接触亚砷酸盐或砷酸盐后，通过 ArsR 调控系统诱导表达增强型绿色荧光蛋白 eGFP。约 1000 个含菌琼脂糖微珠被捕获在芯片 500×500 μm² 滤笼中，...
在原核生物中，核糖体结合序列（RBS）位于mRNA 5′非翻译区，对增强翻译效率和mRNA稳定性起关键作用。为评估RBS对环境全细胞生物传感器灵敏度与信号强度的影响，作者构建了三种基于大肠杆菌、响应苯、甲苯、乙苯和二甲苯（BTEX）的全细胞生物传感器。三种传感器均含有来自假单胞菌TOL质粒的Pu启动子和xylR调节子，但报告基因lu...
本研究评估银离子、纳米银颗粒和微银颗粒对发光生物传感器菌Pseudomonas putida BS566::luxCDABE的毒性效应。该菌株分离自污水处理厂活性污泥，并携带稳定的染色体luxCDABE操纵子，可连续产生生物发光，用于监测毒性物质对微生物生理状态的影响。实验在30至240 min的短期孵育条件下，以相对发光强度（RL...
过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ/PPARG）属于核受体超家族，是多种疾病的潜在药物靶点。本研究构建了一系列用于鉴定功能性PPARγ配体的细菌生物传感器。这些传感器由携带四域融合蛋白的改造大肠杆菌组成，融合蛋白包括PPARγ配体结合域（LBD）、工程化mini-intein域、大肠杆菌麦芽糖结合蛋白（MBD）和胸苷酸合酶（T...
白念珠菌生物膜同时包含酵母细胞和菌丝。既往研究表明，锌调节因子Zap1缺失突变体（zap1Δ/Δ）生物膜中酵母细胞积累增加，这种酵母-菌丝平衡改变可能源于细胞内部调控变化，也可能源于可扩散群体感应（QS）分子产生受影响。本研究构建了表达酵母特异性YWP1-RFP或菌丝特异性HWP1-RFP，并携带组成型TDH3-GFP归一化标准的生...
传统微生物学方法可提供杀菌剂杀灭速率和程度的可靠数据，但对快速杀菌剂在极短时间域内的初始杀灭速率信息有限。本研究描述了一种表达发光杆菌（Photorhabdus luminescens）lux 操纵子的重组大肠杆菌全细胞生物传感器。由于细菌发光直接与其代谢活性相关，通过监测光输出即可评估快速杀菌剂的作用。在存在有机污染条件下，分别测...
本文报道一种用于在线连续水毒性监测的流动式生物传感器。该装置核心为一次性模块化生物芯片，芯片内固定有琼脂包埋的发光重组报告菌，其响应由单光子雪崩二极管（SPAD）探测器探测。为验证性能，作者将芯片装载可诱导和组成型报告菌株，并在连续水流中运行最长10天。期间以2小时脉冲方式加入含不同类别潜在水污染物模型化合物的加标水，以及一份工业废...
许多革兰阴性病原菌利用 N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）作为群体感应（QS）信号分子，协调基因表达并调控毒力。因此，抑制 QS 是控制感染的重要策略。本研究旨在建立一种高通量方法，从环境样品中分离和鉴定能够降解 AHL 的细菌。样品在含 1 mM N-(3-氧代十二酰基)-L-高丝氨酸内酯（3OC12HSL）和 2 mM N-(3-...
噻吩吡啶类抗血小板药物（如噻氯匹定、氯吡格雷和普拉格雷）需经细胞色素P450在体内激活，才能有效阻断ADP驱动的血小板聚集。由于开环活性代谢物不稳定、反应性强且可形成多种代谢物，其代谢激活研究受到限制。作者开发了一种新方法：将血小板与细胞色素P450及目标噻吩吡啶孵育不同时间，直接检测ADP诱导血小板聚集的变化，从而把血小板用作检测...
地中海潟湖和近岸水常受农业径流、河流及直接排放带入的农药等化学品污染，外源化合物对生态系统健康构成风险，需在造成不可逆损害前进行早期预警。本研究开发一种基于固定化单细胞海洋藻类代谢活性的生物传感器，用于快速检测环境中常见除草剂及其光降解产物，包括莠去津（diuron）、草甘膦（glyphosate）以及DCPU、DCPMU和AMPA...