本研究开发了一种量子点（QD）偶联的大肠杆菌（E. coli）全细胞生物传感器，即 E. coli–QD 生物偶联物，作为探测细胞损伤的新型分子工具。该生物偶联物保持存活，并在 585 nm 处呈现荧光发射。扫描电子显微镜（SEM）分析表明，QD 被固定在大肠杆菌细胞表面，共聚焦显微镜进一步可视化了细胞表面 QD 的荧光。E. co...
本文报道了通过基因工程构建发光磁细菌（BL-MTB）并将其集成到微流控分析装置中，形成便携式毒性检测系统。作者将 Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1 菌株改造为组成型表达红色发光素酶（CBR），其生物发光信号与细菌活力直接相关。利用细菌自身磁性作为“天然执行器”，可在芯片内将细胞从反应区转移...
本研究设计并验证了一种用于大肠杆菌中木糖检测的基因回路。作者将编码木糖结合蛋白（XBP）的 xylF 基因克隆至 pT7T3 18U 载体，置于枯草芽孢杆菌 Pbsu 组成型启动子下游，并将绿色荧光蛋白（GFPuv）编码序列置于 xylF 启动子（PxylF）控制下，构建 pT7T3-GFP-XBP。在 xylF 敲除的大肠杆菌 J...
本研究开发了一种新型人工神经网络（ANN）系统，用于检测和分类食品及农产品中的农药残留。该ANN以定制方式与基于生物电识别检测（BERA）的细胞生物传感器耦合，可在3分钟内同时检测8个样品。系统利用三种不同培养细胞系对三类农药（氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类和有机磷类）的电生理响应时间序列数据进行训练，并通过特征提取将360点电位时间序...
金（Au）的地球化学勘探对矿业日益重要。现有 Au 分析通常需将野外样品送至实验室，采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）或仪器中子活化分析（INAA）测定，结果往往需数周，延误勘探进程。因此，可用于现场分析的 Au 生物传感器具有重要价值。本研究利用沙门氏菌鼠伤寒血清型中可被 Au(I/III) 复合物选择性诱导的 golTSB...
开发简单、便携、低成本、快速的有毒重金属检测与监测方法对保障人类和环境安全具有重要意义。本文报道了植物螯合肽合成酶（PC synthase, PCS）在镉（Cd）新型荧光传感平台中的应用。首先构建了表面工程化酵母细胞，在其表面展示拟南芥 PCS1（AtPCS1）并保持酶活性。该传感器基于 AtPCS1 展示酵母细胞在 Cd 浓度依赖...
细菌呼吸基因 nuoA 曾被用作安培法全细胞生物传感器中检测四环素（Tet）的报告基因。该检测对 Tet 响应灵敏，但高 Tet 浓度下信号下降，可能部分源于转基因过表达；零 Tet 时背景信号也较高，可能因 nuoA 表达未完全抑制。为降低过表达，将传感器细胞在 15 °C 下与 Tet 孵育，并用低拷贝质粒 pBR322 替代高...
利用电细胞-基底阻抗传感（ECIS）监测脊椎动物细胞单层阻抗，可为多种化学毒物提供敏感的毒性测量。基于细胞的化学毒物现场检测的主要限制，是在传感器使用前难以长期维持细胞活力。本研究旨在鉴定适合野外条件下ECIS毒性传感的细胞系。在封闭流体生物芯片上筛选多种无脊椎和脊椎细胞系，评估其在最少维护条件下长期储存的能力。10个细胞系中3个表...
本文报道利用截短冰核蛋白INPNC和Lpp-OmpA融合蛋白作为锚定基序，在大肠杆菌细胞表面共展示有机磷水解酶OPH和对硫磷水解酶MPH-绿色荧光蛋白GFP融合蛋白。通过细胞分级、Western blot、蛋白酶可及性实验和免疫荧光显微镜证明两种融合蛋白均定位于外膜表面，且外膜锚定不影响细菌生长和细胞活力。重组菌株可作为全细胞生物催...
本研究基于β-半乳糖苷酶活性开发了一种简单、灵敏的生物传感器，用于天然样品中toxoflavin（对多种植物、真菌、动物和细菌有毒）的测定。所提出的toxoflavin检测方法适用于产毒细菌或受毒素污染食品，操作简便且成本低。已知引起水稻谷粒腐烂和多种大田作物枯萎的Burkholderia glumae在LysR型转录调控因子ToxR及...
本文报道了一种用于监测 Baeyer–Villiger（BV）生物转化的全细胞安培生物传感器。该传感器由过表达环戊酮单加氧酶（CPMO）或环己酮单加氧酶（CHMO）的基因工程大肠杆菌（E. coli）固定在由纤维素磺酸、海藻酸钠和聚(亚甲基-co-胍)构成的固体聚电解质复合（PEC）凝胶膜中，并附着于微型化氧电极表面。BV 氧化可区...
许多革兰氏阴性植物病原菌利用 N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）介导的群体感应（QS）系统调控其毒力性状。利用群体淬灭（QQ）细菌干扰 QS 以保护植物免受病原菌侵害，是一种可持续的生物防治策略。本研究探讨了烟草叶表栖居 QQ 菌株的普遍性和多样性。共筛选 1177 株叶际分离菌，使用生物传感器 Chromobacterium viol...
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...