由于人为活动导致重金属污染，铅在环境中的积累对水生生物、植物和人类健康构成威胁。全细胞生物传感器可独立增殖，能够检测生物可利用部分，从而评估目标重金属对生态系统的影响。本研究在大肠杆菌中异源构建紫色素 violacein 的生物合成途径，并置于 T7 lac 启动子控制下，诱导剂浓度与 violacein 产量呈剂量–响应关系。随后...
神经递质苯乙胺（PEA）易被氧化生成苯乙酸（PA），且 PEA 和 PA 均为苯丙氨酸（Phe）在人体内的代谢物，因此它们是苯丙酮尿症（PKU）诊断的重要指标。本研究开发了三色全细胞生物传感器，用于同时检测 Phe、PEA 和 PA。传感器利用酪氨酸响应启动子控制绿色荧光蛋白（GFP）表达，以响应 Phe 水平；首次利用 FeaR ...
高血糖常伴随胆固醇异常等多种并发症，因此糖尿病慢病管理中同时监测血糖和胆固醇水平很重要。本研究利用酵母表面展示系统，将米曲霉TI来源的葡萄糖脱氢酶（Gdh1）和色杆菌DS-1来源的胆固醇氧化酶（Cho1）分别高拷贝展示于酿酒酵母细胞表面。随后将上述酵母细胞固定于电极上，构建两种全细胞生物传感器，用于葡萄糖和胆固醇的电化学检测。葡萄糖...
合成受体是工程化哺乳动物细胞装置的强大工具。这些生物传感器使细胞治疗能够执行复杂任务，例如在感知生理线索时调控治疗基因表达。尽管目前存在多种合成受体系统，但受体性能的许多方面仍理解不足。通常，了解受体设计选择如何影响性能特征是有用的。本研究考察了模块化胞外传感器架构（MESA），系统评估了此前未评估的设计选择，获得了显著改进的受体。...
监测共培养中的群体动态对于工程化微生物群落及生物传感应用至关重要，但在高通量格式中准确测量菌株特异性生长动态仍具挑战，尤其在使用全细胞生物传感器检测特定代谢信号的板基功能筛选中。本文建立了一种实验性高通量共培养系统，用于测量并建模荧光与细胞丰度之间的关系，将底盘无关的重组酶辅助基因组工程（CRAGE）与基于 PemrR-GFP 单芳...
细胞基检测是病毒功能表征在基础与应用研究中的关键手段。为克服病毒标记策略的局限并评估关键病毒酶，作者设计并表征了多种细胞基开关型 split GFP 荧光传感器，用于报告病毒蛋白酶活性与病毒感染。这些传感器的核心是通过蛋白结构畸变实现有效且可逆的荧光关闭态：采用单重畸变（GFP11 嵌入 eglin c 或 Npu DnaE spl...
过去30年，母猪繁殖性能提升是养猪业重大成就，但使用人工授精的猪场近年反复出现因塑料精液袋中毒性化合物导致的繁殖问题。多层塑料袋中的双酚A双缩水甘油醚（BADGE）可迁移至精液并可能影响精子功能，既往研究未观察到精子改变。本研究旨在利用扩展精子学方法评估 BADGE 对公猪精子的影响。2019年春，克罗地亚4个母猪场产仔率从92.6...
微电极在快速水毒性生物传感器开发中具有重要作用。本研究在双面氧化铟锡（ITO）玻璃上电沉积2-烯丙基苯酚，制备出具有放大微电极信号能力的纳米带电极（NRE）。该电极结构简单，可获得较大的稳态电流响应。作者以3,5-二氯酚（DCP）为模型毒物，分别采用单微电极、微电极阵列（MEA）和毫米电极作为工作电极进行对比，并以铁氰化钾（K3[F...
抗菌药物耐药是21世纪重大挑战，生物膜使细菌能耐受比浮游细胞高得多的抗生素浓度。此前研究显示，从感染斑点龟（Clemmys guttata）分离的 Aeromonas hydrophila RIT668 和 Citrobacter portucalensis RIT669（与 C. freundii 近缘）可在塑料表面形成生物膜并上...
由病原菌引起的食源性疾病增加，标准检测成本高、需专门设备、训练人员且耗时长，对单核细胞增生李斯特菌等高危病原体不利。本研究旨在开发快速稳健检测 L. monocytogenes 的生物传感器。采用 EMBIO Diagnostics 开发的便携式 B.EL.D 设备和基于生物电识别检测（BERA）的细胞生物传感器技术，通过电穿孔将抗...
近年来，转录生物传感器已成为代谢工程中的有力工具，可在单细胞水平对胞内代谢物进行半定量检测。然而，其应用常受限于各传感器组件的固有特性及其相互作用；在异源宿主中，传感器还常因低胞内代谢物浓度下信号饱和而失效，从而限制其在高水平生产菌株和后期工程阶段的使用。本文提出一种统一的生物传感器设计，可微调关键传感器参数，并在异源表达宿主中恢复...
全细胞细菌生物传感器可用于筛选天然提取物的抗菌特性。本研究构建了一个由四种不同细菌生物传感器菌株组成的面板，包括大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、贝氏不动杆菌（Acinetobacter baylyi）和假单胞菌（Pseudomonas putida），以扩大...
本文通过简便的合成路线制备并表征了含银(I) N-杂环卡宾（Ag(I)-NHC）的球形树状分子和树枝状分子，以及无金属的蝴蝶结型树状分子。通过测定最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC），评价了它们的抗菌活性，并与相应阳离子咪唑鎓前体进行对比，以考察银离子在树状结构中的作用；同时研究了咪唑取代基的拓扑结构、代次和疏水性等参数。...
细菌通过数百种转录因子（TF）感知胞内代谢物或外源物质并启动复杂信号级联，这些 TF 已被广泛用作遗传编码生物传感器。然而，可用 TF 数量有限且底物特异性较宽，导致小分子识别存在歧义。本研究提出一种结合机器学习的进化生物传感器阵列小分子指纹技术，以捕获高特异性底物信号。作者以单一转录因子 DmpR 为模板，通过高通量遗传筛选和蛋白...
十二烷基硫酸钠（SDS）广泛用于家庭、农业和工业，其废水排放对水生生物和饮用水安全构成威胁，因此需要高效、特异且简便的环境监测方法。本研究利用铜绿假单胞菌 PAO1 中 sdsA1 基因的 SDS 响应启动子及其激活蛋白 sdsB1，与绿色荧光蛋白（GFP）报告基因构建新型全细胞荧光生物传感器。当 SDS 存在时，sdsB1 与 S...
细菌群落长期暴露于医疗、水产和农业中的铜等金属，而金属抗性基因常与抗生素抗性基因共选择，因此铜的形态及其细胞摄取可能影响抗性演化。本文基于大肠杆菌cue铜稳态系统开发了全细胞细菌生物传感器：组成型启动子驱动CueR表达，CueR在胞内Cu(I)存在时由pCopA启动子的阻遏因子转为激活因子，驱动sfGFP报告基因转录，从而以荧光强度...
荧光蛋白作为光学报告元件被广泛用于全细胞微生物生物传感器，但在土壤等不透明介质中应用受限。本研究提出一种以气体为报告信号的快速现场检测土壤汞污染的方法。该生物传感器中，MerR蛋白可捕获汞离子并结合efe基因启动子，启动乙烯（C2H4）生成酶的表达，从而产生气体。研究表明，汞离子浓度可转化为C2H4气体信号，并用手持式C2H4传感器...
生物发光细菌全细胞生物传感器（WCBs）已广泛用于环境监测和医学诊断，但多数采用游离细菌，信号测量复杂，限制了便携性。本研究考察了一种简单低成本的固定化方法，将生物发光报告细菌吸附固定在滤膜圆盘上，并通过比较聚酯膜和Parafilm等表面材料以及添加葡萄糖和氨苄青霉素优化固定过程。固定菌滤膜盘在-20℃保存三周后，对水毒物的生物传感...
微生物对苯二甲酸（TPA）降解途径在少数能降解该外源芳香化合物的细菌中保守，但成功在异源宿主中表达以实现 TPA 高效利用的报道很少。本研究通过异源表达 Comamonas sp. E6 的 tph 降解操纵子和转运基因，在 Acinetobacter baylyi ADP1 中工程化 TPA 转化。利用染色体插入、靶向基因扩增和适...
将生物基前体转化为化学品的细胞工厂为可持续经济提供有吸引力途径，但筛选遗传多样性菌株库以鉴定最佳全细胞生物催化剂仍是低通量工作。转录生物传感器与荧光激活细胞分选（FACS）联用可筛选庞大文库，但转录调控因子（TR）的宽泛配体特异性常限制此类超高通量筛选。本研究解析了谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）...