砷（As）是土壤环境中高毒性类金属，其污染可通过食物链危害人体健康。传统风险评估多依赖 ICP-OES 和 AAS 测定总砷浓度，但设备昂贵、样品前处理复杂，且难以反映砷的生物可利用性与毒性。全细胞生物报告器（WCB）是基因工程改造的活菌，可感知目标污染物并产生光学或电化学信号，用于评估砷的生物可利用性和环境风险。本文综述了基于 a...
过去三年，新冠疫情导致大量塑料、抗生素、消毒剂等制造污染物进入环境，加剧了土壤系统损害。然而疫情暴发以来，研究者和公众的关注点一直集中在人类健康上。值得注意的是，与土壤污染和新冠疫情相关的研究仅占所有新冠研究的4%。为提高研究者和公众对新冠衍生土壤污染严重性的认识，本文提出“新冠疫情结束但土壤污染增加”的观点，并推荐一种基于全细胞生...
本文报道了一种基于生物发光酶抑制的土壤全剖面污染评估方法。该方法利用发光细菌偶联酶体系NAD(P)H:FMN氧化还原酶与荧光素酶（Red+Luc），检测土壤水浸提液对酶活性的抑制作用，从而预测农业草地、经10年修复的休耕地和未污染原生地土壤全剖面的潜在毒性。结果显示，休耕地和原生地样品对Red+Luc体系的抑制作用随采样深度增加而降...
土壤微生物燃料电池（SMFC）最初是利用土壤中微生物将有机质转化为电能的装置。近年来，基于SMFC的生物传感器成为实时、快速监测土壤质量与土壤污染的新方向。与传统生物传感器相比，SMFC生物传感器具有成本低、结构简单、可原位部署和长期自供电监测等优势，适合用于土壤质量或污染的原位长期监测。本综述系统介绍了近年来发展的不同SMFC生物...
本文报道了基于枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的新型生物发光生物传感器，用于检测DNA损伤剂和氧化应激诱导剂。作者构建质粒pNK-DinC、pNK-AlkA和pNK-MrgA，将发光杆菌（Photorhabdus luminescens）luxABCDE报告基因分别置于枯草芽孢杆菌应激诱导启动子PdinC（SOS）...
人类活动向土壤释放多种污染物，对生态系统和人类健康构成严重威胁。与传统分析方法相比，基于微生物细胞的生物报告器具有灵活、快速、低成本的优势，可用于评估环境风险。本综述总结了生物报告器在土壤污染检测中的最新进展，并讨论其挑战与当前策略。文章介绍了生物传感原理和遗传电路工程，综述了用于检测和定量土壤中重金属及有机污染物的生物报告器发展。...
针对复杂土壤样品酶生物测定结果解释困难的问题，本文开发了一种用于土壤污染分析的酶生物传感器专用软件。软件基于JavaScript语言，可存储、分析和可视化实验数据，并采用欧氏距离算法在51个非商业标准土壤样品数据库中匹配与待测样品最接近的标准样品。数据库包含各标准土壤的腐殖质含量、pH、黏粒与砂粒粒径分布、250 nm吸光度，以及其...
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...
随着工业化和城市化加速，土壤重金属污染日益严重，砷是主要污染物之一，对动植物和人类健康构成威胁。传统土壤砷检测方法样品前处理繁琐、耗时，且依赖实验室大型仪器和专业人员。本文提出一种适用于现场筛查的土壤三价砷（As(III)）检测系统，将简化酸提取、串联固相萃取（SPE）净化与智能手机光学比色传感集成。采用1 M HCl提取土壤，并通...
传统土壤和水体重金属分析通常依赖实验室仪器、复杂流程、专业人员且耗时。随着计算与多任务性能提升，基于智能手机的传感器有望将实验室分析转化为现场简易方法。本文报道一种用于污染土壤中三价砷 As(III) 同时实现样品制备与智能手机光学检测的新型微型化装置。基于适配体、金纳米粒子和 NaCl 的比色检测方案在 PDMS 芯片上优化并测试...
铬酸盐是强环境污染物，理解其在土壤中的生物可利用性和毒性对评估金属生态风险至关重要。本研究评价了两种细菌生物报告菌 pCHRGFP1 大肠杆菌（E. coli）和 pCHRGFP2 Ochrobactrum tritici 对两种土壤中不同铬酸盐浓度的响应。两株菌均携带 chrB 调控基因与 gfp 报告系统融合，其荧光信号与铬酸盐...
本研究构建了一种基于大肠杆菌 arsRp::luc 的全细胞生物发光生物传感器，用于测定土壤中砷（As）的生物有效性。诱导实验表明，经2 h孵育后，传感器对0.05–5 μmol/L的As呈线性响应（R2=0.96，P<0.01）。随后，结合化学连续提取法（BCR-SEPs）和该大肠杆菌生物传感器，评估了含N、NP、NPK、M（粪肥...
本研究报道了一种基于酪氨酸酶（tyrosinase, Tyr）固定于垂直生长二氧化钛纳米管（TiO2-NTs）表面的阿特拉津（atrazine）生物传感器，其检出限达0.1 ppt。该传感器利用阿特拉津对酪氨酸酶催化活性的竞争性抑制实现检测：在底物对甲酚存在下，Tyr催化生成醌类物质并在电极表面还原产生电流；阿特拉津与酶底物位点结合...
混合金属-铝氢氧化物表面沉淀的形成是环境体系中痕量金属（包括 Co、Ni 和 Zn）的重要吸收途径。本文研究混合 Ni-Al 氢氧化物沉淀形成与老化对实验室污染土壤中 Ni 溶解度和生物可利用性的影响。将两种特拉华州农业土壤与 3 mM Ni 溶液在高于和低于混合 Ni-Al 氢氧化物形成阈值的 pH 下反应 12 个月，并在 1、...
尽管多项综述认为微生物生物传感器可用于环境监测，但实际应用中仍较少，原因之一是多数传感器依赖水相缓冲体系，难以直接匹配真实环境基质。本研究评估了多种非穷尽提取技术（NEETs）与萘响应生物传感器的兼容性及其与萘生物降解的相关性。所用传感器为lux标记的Pseudomonas fluorescens HK44 pUTK21，可定量响应...